JP2002340511A - Steering sensor - Google Patents

Steering sensor

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JP2002340511A
JP2002340511A JP2001143256A JP2001143256A JP2002340511A JP 2002340511 A JP2002340511 A JP 2002340511A JP 2001143256 A JP2001143256 A JP 2001143256A JP 2001143256 A JP2001143256 A JP 2001143256A JP 2002340511 A JP2002340511 A JP 2002340511A
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Japan
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magnetic flux
direction change
change waveform
flux direction
steering wheel
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Application number
JP2001143256A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Kawakami
圭司 川上
Koji Shigemoto
幸司 重本
Takeshi Ishimasa
猛 石政
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Bosch Corp
Original Assignee
Bosch Automotive Systems Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a compact, inexpensive steering sensor that can measure the absolute rotary angle of a steering wheel, using a single MR element. SOLUTION: The MR element has first and second magnetic flux detection elements 1 and 2 that are arranged at different angles. The first and second magnetic flux detection elements have first and second solenoid coils 3 and 4 inside as first and second magnetic flux generating means; the first magnetic flux detection element 1 outputs a third magnetic flux direction change waveform, where the magnetic flux of the permanent magnet is superposed on the magnetic flux, due to magnetic field generated by the first solenoid coil 3; the second magnetic flux detection element 2 outputs a fourth magnetic flux direction change waveform where the magnetic flux in the permanent magnet is superposed on the magnetic flux by a magnetic field generated by the second solenoid coil 4. This combination of one MR element and one permanent magnet generates absolute rotary angle information of 360 deg. and the absolute rotary angle information of the steering wheel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、自動車のステア
リングホイールの回転角度を生成する舵角センサ、及び
該舵角センサを搭載した舵角センサ組み込み式回転コネ
クタ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering angle sensor for generating a rotation angle of a steering wheel of an automobile, and a rotary connector device incorporating the steering angle sensor and incorporating the steering angle sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車のステアリングホイールの回転角
度を生成する舵角センサの従来技術としては、例えば、
特開2000−283704号公報、特開2000−2
83705号公報等にて開示されている技術が公知であ
る。
2. Description of the Related Art As a prior art of a steering angle sensor for generating a rotation angle of a steering wheel of an automobile, for example,
JP-A-2000-283704, JP-A-2000-2
The technique disclosed in 83705 and the like is known.

【0003】上記従来技術は、ステアリングホイールの
回転に伴って回転する円盤状のマグネットと、そのマグ
ネットの磁束の方向を検出するMR素子(磁気抵抗素
子)との組を2組の回転角度検出手段を有し、それぞれ
のMR素子で生成されるステアリングホイールの回転角
度情報から、ステアリングホイールの絶対回転角度情報
を生成するものである。この、回転角度検出手段は、そ
の構成上、0°〜180°までの回転角度情報を生成す
ることしかできないので、2組の回転角度検出手段の回
転角度情報を組み合わせて、それ以上の範囲のステアリ
ングホイールの回転角度情報を生成するものである。
[0003] The above-mentioned prior art uses two sets of rotation angle detecting means, which are a combination of a disk-shaped magnet that rotates with the rotation of a steering wheel and an MR element (magnetic resistance element) that detects the direction of the magnetic flux of the magnet. And generates absolute rotation angle information of the steering wheel from rotation angle information of the steering wheel generated by each MR element. This rotation angle detection means can only generate rotation angle information from 0 ° to 180 ° due to its configuration. Therefore, the rotation angle information of the two sets of rotation angle detection means is combined, and This is to generate rotation angle information of the steering wheel.

【0004】尚、ステアリングホイールの絶対回転角度
情報とは、常にステアリングホイールの回転角度情報
を、相対的な比較対象となる情報を必要としないで生成
することができるものである。したがって、例えば、自
動車のキーを挿入し、自動車の電源ONの時点からステ
アリングホイールの回転角度情報を得ることができる。
これに対して、相対回転角度情報は、相対的な比較対象
となる情報から相対的にステアリングホイールの回転角
度情報を生成するものである。したがって、例えば、自
動車のキーを挿入し、自動車の電源ONの時点からステ
アリングホイールの回転角度情報を得ることができな
い。そして、ステアリングホイールが一定の回転量以上
回転した時点で、相対的なステアリングホイールの回転
角度情報を得ることができるものである。
Incidentally, the absolute rotation angle information of the steering wheel can always generate the rotation angle information of the steering wheel without requiring the information to be compared relatively. Therefore, for example, the key of the vehicle is inserted, and the turning angle information of the steering wheel can be obtained from the time when the power of the vehicle is turned on.
On the other hand, the relative rotation angle information is to generate relative rotation angle information of the steering wheel from information to be compared relatively. Therefore, for example, the key of the vehicle is inserted, and the rotation angle information of the steering wheel cannot be obtained from the time when the power of the vehicle is turned on. Then, when the steering wheel rotates by a predetermined amount of rotation or more, relative rotation angle information of the steering wheel can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記示した従来技術に
おいては、前述したように、2つのMR素子を必要と
し、これが舵角センサの小型化、及び低価格化への課題
の1つとなっている。もし、1つのMR素子で同等の性
能を有する舵角センサが実現できれば、MR素子とその
周辺の電子回路、マグネット、及びステアリングホイー
ルの回転をマグネットに伝達する機構部品等を削減で
き、大幅な部品点数の削減が可能になる。そして、それ
によって、舵角センサの小型化と、舵角センサの部品コ
スト及び製造コストの大幅な削減が可能になる。また、
回路構成、及び機構的な構造もシンプルになり、それに
よって、舵角センサの故障率も低くなるというメリット
もある。
In the above-mentioned prior art, as described above, two MR elements are required, which is one of the problems in reducing the size and cost of the steering angle sensor. I have. If a steering angle sensor having the same performance can be realized with one MR element, the MR element and its surrounding electronic circuits, magnets, mechanical components for transmitting the rotation of the steering wheel to the magnet, and the like can be reduced. Points can be reduced. As a result, the size of the steering angle sensor can be reduced, and the cost of parts and the manufacturing cost of the steering angle sensor can be significantly reduced. Also,
There is also an advantage that the circuit configuration and the mechanical structure are simplified, thereby reducing the failure rate of the steering angle sensor.

【0006】本願発明は、このような状況に鑑み成され
たものであり、その課題は、1つのMR素子でステアリ
ングホイールの絶対回転角度情報を生成可能な舵角セン
サを実現し、舵角センサのさらなる小型化、及び低価格
化を可能にするとともに、故障率のより低い舵角センサ
を実現することにある。
The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to realize a steering angle sensor capable of generating absolute rotation angle information of a steering wheel with one MR element. It is another object of the present invention to realize a steering angle sensor having a lower failure rate while enabling further miniaturization and cost reduction.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本願請求項1に記載の発明は、ステアリングホイー
ルの回転に連動して回転し、略円板形状を有する1つの
永久磁石と、該永久磁石の回転によって生じる磁束の変
化を電圧信号に変換し、第1の磁束方向変化波形として
出力可能な第1の磁束検出エレメントと、該第1の磁束
検出エレメントと異なる角度で配置され、前記永久磁石
の回転によって生じる磁束の変化を電圧信号に変換し、
第2の磁束方向変化波形として出力可能な第2の磁束検
出エレメントを有する1つのMR素子とを備え、前記M
R素子は、前記第1の磁束検出エレメントの内部に配設
された第1の磁束発生手段による磁束成分を、前記第1
の磁束方向変化波形に重畳して第3の磁束方向変化波形
として出力し、前記第2の磁束検出エレメントの内部に
配設された第2の磁束発生手段による磁束成分を、前記
第2の磁束方向変化波形に重畳して第4の磁束方向変化
波形として出力する構成を成し、前記第1の磁束方向変
化波形と前記第2の磁束方向変化波形とを比較演算する
ことによって、0°〜180°の回転角度を算出し、前
記第3の磁束方向変化波形から前記第4の磁束方向変化
波形を減算した第5の磁束方向変化波形と、前記第3の
磁束方向変化波形と前記第4の磁束方向変化波形とを加
算した第6の磁束方向変化波形とを比較演算することに
よって、前記回転角度が、0°〜180°の領域の回転
角度であるか、180°〜360°の領域の回転角度で
あるかを判定し、前記180°〜360°の領域の回転
角度であると判定した時は、前記回転角度に180°の
回転角度を加算することによって、前記ステアリングホ
イールの360°の絶対回転角度情報を生成する舵角セ
ンサである。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 of the present application is directed to a permanent magnet having a substantially disc shape, which rotates in conjunction with the rotation of a steering wheel, and comprises: A first magnetic flux detecting element capable of converting a change in magnetic flux generated by rotation of the permanent magnet into a voltage signal and outputting the voltage signal as a first magnetic flux direction change waveform, and arranged at a different angle from the first magnetic flux detecting element; Convert the change in magnetic flux caused by the rotation of the permanent magnet into a voltage signal,
One MR element having a second magnetic flux detecting element that can be output as a second magnetic flux direction change waveform;
The R element converts the magnetic flux component generated by the first magnetic flux generating means disposed inside the first magnetic flux detecting element into the first magnetic flux.
And outputs a third magnetic flux direction change waveform superimposed on the second magnetic flux direction change waveform. The second magnetic flux generation means disposed inside the second magnetic flux detection element converts the magnetic flux component into the second magnetic flux direction change waveform. A configuration in which the fourth magnetic flux direction change waveform is superimposed on the direction change waveform and output as a fourth magnetic flux direction change waveform, and the first magnetic flux direction change waveform and the second magnetic flux direction change waveform are compared with each other to obtain 0 ° to A rotation angle of 180 ° is calculated, and a fifth magnetic flux direction change waveform obtained by subtracting the fourth magnetic flux direction change waveform from the third magnetic flux direction change waveform; the third magnetic flux direction change waveform; By comparing and calculating the sixth magnetic flux direction change waveform obtained by adding the magnetic flux direction change waveform to the sixth magnetic flux direction change waveform, the rotation angle is a rotation angle in a range of 0 ° to 180 ° or a rotation angle of 180 ° to 360 °. Judge whether it is the rotation angle of the, When it is determined that the rotation angle is in the range of 80 ° to 360 °, a steering angle sensor that generates 360 ° absolute rotation angle information of the steering wheel by adding a rotation angle of 180 ° to the rotation angle. It is.

【0008】内部に電磁コイル等の磁束発生手段を有
し、異なる角度で配置された2つの磁束検出エレメント
とを有するMR素子によって、永久磁石の磁束方向の変
化による第1の磁束方向変化波形及び第2の磁束方向変
化波形に加えて、電磁コイル等による磁束方向の変化成
分が重畳された第3の磁束方向変化波形及び第4の磁束
方向変化波形を生成することが可能になる。この第3の
磁束方向変化波形と第4の磁束方向変化波形とを比較演
算することによって、第1の磁束方向変化波形と第2の
磁束方向変化波形とを比較演算することで算出される回
転角度が、0°〜180°の領域の回転角度であるか、
180°〜360°の領域の回転角度であるかを判定す
ることが可能になる。そして、それによって、1つのM
R素子で、360°の絶対回転角度情報を生成すること
が可能になる。
A first magnetic flux direction change waveform due to a change in a magnetic flux direction of a permanent magnet is provided by an MR element having a magnetic flux generating means such as an electromagnetic coil therein and two magnetic flux detecting elements arranged at different angles. In addition to the second magnetic flux direction change waveform, it is possible to generate a third magnetic flux direction change waveform and a fourth magnetic flux direction change waveform on which a change component of the magnetic flux direction due to an electromagnetic coil or the like is superimposed. By comparing the third magnetic flux direction change waveform with the fourth magnetic flux direction change waveform, the rotation calculated by comparing the first magnetic flux direction change waveform with the second magnetic flux direction change waveform is calculated. Whether the angle is a rotation angle in the range of 0 ° to 180 °,
It is possible to determine whether the rotation angle is in the range of 180 ° to 360 °. And thereby one M
With the R element, it is possible to generate 360 ° absolute rotation angle information.

【0009】これにより、本願請求項1に記載の発明に
係る舵角センサによれば、1つのMR素子でステアリン
グホイールの絶対回転角度情報を生成可能な舵角センサ
を実現することが可能になり、それによって、舵角セン
サのさらなる小型化、及び低価格化を可能にするととも
に、故障率のより低い舵角センサを実現することが可能
になるという作用効果が得られる。
Thus, according to the steering angle sensor according to the first aspect of the present invention, it is possible to realize a steering angle sensor capable of generating absolute rotation angle information of a steering wheel with one MR element. Thus, the operation and effect of enabling further reduction in size and cost of the steering angle sensor and realizing a steering angle sensor with a lower failure rate can be obtained.

【0010】本願請求項2に記載の発明は、請求項1に
おいて、前記舵角センサは、前記ステアリングホイール
の回転を伝達可能に、該ステアリングホイールに取り付
けられた第1の歯車と、前記永久磁石に取り付けられた
第2の歯車とを備え、該第1の歯車と該第2の歯車が係
合して、前記ステアリングホイールの回転が前記永久磁
石に伝達される構成を成している、ことを特徴とした舵
角センサである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the steering angle sensor is configured to transmit a rotation of the steering wheel, a first gear mounted on the steering wheel, and the permanent magnet. And a second gear attached to the permanent magnet, wherein the first gear and the second gear are engaged to transmit the rotation of the steering wheel to the permanent magnet. This is a steering angle sensor characterized by the following.

【0011】このように、本願請求項2に記載の発明に
係る舵角センサによれば、本願請求項1に記載の発明に
よる作用効果に加えて、2つの歯車による伝達機構によ
って、ステアリングホイールの回転を永久磁石に伝達
し、ステアリングホイールの回転に連動して永久磁石が
回転するように構成することによって、ステアリングホ
イールと永久磁石との回転比をあらかじめ所定の回転比
に設定することが可能になるという作用効果が得られ
る。
As described above, according to the steering angle sensor according to the second aspect of the present invention, in addition to the operation and effect according to the first aspect of the present invention, the transmission mechanism of the steering wheel by the two gears is used. By transmitting the rotation to the permanent magnet and configuring the permanent magnet to rotate in conjunction with the rotation of the steering wheel, the rotation ratio between the steering wheel and the permanent magnet can be set to a predetermined rotation ratio in advance. Is obtained.

【0012】本願請求項3に記載の発明は、請求項2に
おいて、前記舵角センサは、前記第1の歯車と前記第2
の歯車との間に、少なくとも1つ以上の減速歯車を介し
た構成を成している、ことを特徴とした舵角センサであ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the steering angle sensor includes the first gear and the second gear.
And at least one reduction gear between the gears.

【0013】このように、本願請求項3に記載の発明に
係る舵角センサによれば、本願請求項2に記載の発明に
よる作用効果に加えて、ステアリングホイールに取り付
けられた第1の歯車と、永久磁石に取り付けられた第2
の歯車との間に減速歯車を介在させた構成とすることに
よって、設定可能なステアリングホイールと永久磁石と
の回転比の幅を広くすることができ、MR素子の出力か
ら生成可能な360°の絶対回転角度情報の範囲内で、
360°を越えるステアリングホイールの絶対回転角度
情報を生成することが可能になるという作用効果が得ら
れる。そして、それによって、車輪の最大転舵範囲にお
けるステアリングホイールの回転範囲内で、永久磁石を
ちょうど1回転させる構成にすることも可能になる。
As described above, according to the steering angle sensor according to the third aspect of the present invention, in addition to the operation and effect according to the second aspect of the present invention, the first gear attached to the steering wheel can be used. , The second attached to the permanent magnet
With a configuration in which a reduction gear is interposed between the gears, the width of the rotation ratio between the settable steering wheel and the permanent magnet can be widened, and a 360 ° rotation that can be generated from the output of the MR element can be achieved. Within the range of the absolute rotation angle information,
The operation and effect that the absolute rotation angle information of the steering wheel exceeding 360 ° can be generated is obtained. Thus, it is possible to make a configuration in which the permanent magnet makes exactly one rotation within the rotation range of the steering wheel in the maximum steering range of the wheel.

【0014】本願請求項4に記載の発明は、請求項1又
は2において、前記舵角センサは、あらかじめ記憶した
前記ステアリングホイールの基準回転位置を基準にし
て、該ステアリングホイールの絶対回転角度情報を演算
して生成する手段を有する、ことを特徴とした舵角セン
サである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the steering angle sensor calculates absolute rotation angle information of the steering wheel based on a reference rotation position of the steering wheel stored in advance. A steering angle sensor comprising means for calculating and generating the steering angle.

【0015】このように、本願請求項4に記載の発明に
係る舵角センサによれば、本願請求項2に記載の発明に
よる作用効果に加えて、あらかじめステアリングホイー
ルの基準回転位置を設定して記憶し、その基準回転位置
と、MR素子の出力から生成される360°の絶対回転
角度情報とからステアリングホイールの絶対回転角度情
報を演算して算出する手段を有することによって、36
0°を越えるステアリングホイールの絶対回転角度情報
を生成することが可能になるという作用効果が得られ
る。
As described above, according to the steering angle sensor according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the operation and effect according to the second aspect of the present invention, the reference rotation position of the steering wheel is set in advance. By having a means for calculating and calculating the absolute rotation angle information of the steering wheel from the reference rotation position and the 360 ° absolute rotation angle information generated from the output of the MR element,
The operation and effect that the absolute rotation angle information of the steering wheel exceeding 0 ° can be generated is obtained.

【0016】本願請求項5に記載の発明は、請求項1〜
4のいずれか1項に記載の舵角センサを備える、ことを
特徴とした舵角センサ組み込み式回転コネクタ装置であ
る。
[0016] The invention described in claim 5 of the present application is the first to fifth aspects of the present invention.
A steering connector incorporating a steering angle sensor according to any one of the preceding claims, wherein the rotary connector device incorporates a steering angle sensor.

【0017】本願請求項5に記載の発明に係る舵角セン
サ組み込み式回転コネクタ装置によれば、舵角センサ組
み込み式回転コネクタ装置において、前述した本願請求
項1〜4のいずれか1項に記載の発明による作用効果を
得ることができる。
According to a rotary connector device with a built-in steering angle sensor according to a fifth aspect of the present invention, in the rotary connector device with a built-in rudder angle sensor, any one of the aforementioned first to fourth aspects of the present invention. The operation and effect according to the invention can be obtained.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。図1は、本願発明に係る舵角
センサに備えられたMR素子の構成を模式的に示したも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a configuration of an MR element provided in a steering angle sensor according to the present invention.

【0019】MR素子は、第1の磁束検出エレメント1
と第2の磁束検出エレメント2との2つの磁束検出エレ
メントを有している。この2つの磁束検出エレメント
は、異なる角度で配置されており、図示の通り、その角
度は約45°である。このMR素子の磁束方向検出面上
で永久磁石(図示せず)が、ステアリングホイールの回
転に連動して回転することによって、MR素子の磁束方
向検出面上の磁束方向Wが変化する。第1の磁束検出エ
レメント1及び第2の磁束検出エレメント2は、この磁
束方向Wの変化を検出して、電気信号に変換して出力す
る。ここで、V1は、第1の磁束検出エレメント1の出
力電圧を示しており、V2は、第2の磁束検出エレメン
ト2の出力電圧を示している。
The MR element comprises a first magnetic flux detecting element 1
And a second magnetic flux detecting element 2. The two magnetic flux detecting elements are arranged at different angles, and as shown, the angle is about 45 °. When a permanent magnet (not shown) rotates on the magnetic flux direction detection surface of the MR element in conjunction with the rotation of the steering wheel, the magnetic flux direction W on the magnetic flux direction detection surface of the MR element changes. The first magnetic flux detecting element 1 and the second magnetic flux detecting element 2 detect the change in the magnetic flux direction W, convert the change into an electric signal, and output the electric signal. Here, V1 indicates the output voltage of the first magnetic flux detection element 1, and V2 indicates the output voltage of the second magnetic flux detection element 2.

【0020】また、第1の磁束検出エレメント1は、磁
束発生手段としての第1の電磁コイル3を内蔵してお
り、第2の磁束検出エレメント2は、磁束発生手段とし
ての第2の電磁コイル4を内蔵している。この第1の電
磁コイル3と、第2の電磁コイル4に通電することによ
って、第1の電磁コイル3は、符号B1で示した矢印の
方向の磁束を発生し、第2の電磁コイル4は、符号B2
で示した矢印の方向の磁束を発生する。尚、Vvは、第
1の磁束検出エレメント1及び第2の磁束検出エレメン
ト2の電源電圧を示している。
Further, the first magnetic flux detecting element 1 has a built-in first electromagnetic coil 3 as a magnetic flux generating means, and the second magnetic flux detecting element 2 has a second electromagnetic coil as a magnetic flux generating means. 4 built-in. When the first electromagnetic coil 3 and the second electromagnetic coil 4 are energized, the first electromagnetic coil 3 generates a magnetic flux in the direction of the arrow indicated by reference numeral B1, and the second electromagnetic coil 4 , Code B2
A magnetic flux is generated in the direction of the arrow shown by. Note that Vv indicates the power supply voltage of the first magnetic flux detecting element 1 and the second magnetic flux detecting element 2.

【0021】図2は、本願発明に係る舵角センサに備え
られたMR素子が出力する第1の磁束方向変化波形及び
第2の磁束方向変化波形を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a first magnetic flux direction change waveform and a second magnetic flux direction change waveform output by the MR element provided in the steering angle sensor according to the present invention.

【0022】第1の磁束検出エレメント1と第2の磁束
検出エレメント2は、異なる角度で配置されているの
で、位相の異なる波形の電圧信号を出力する。ここで、
第1の磁束検出エレメント1が出力する第1の磁束方向
変化波形の電圧波形をVsinとし、第2の磁束検出エレ
メント2が出力する第2の磁束方向変化波形の電圧波形
をVcosとすると、Vsin及びVcosの電圧波形は、図2
に示した電圧波形となる。同図に示したグラフにおい
て、縦軸は磁束検出エレメントの出力電圧を示し、横軸
は磁束方向の角度αを示している。第1の磁束検出エレ
メント1と第2の磁束検出エレメント2は、45°の角
度のずれを持って配置されているので、VsinとVcosの
出力電圧波形は、45°位相がずれた波形となる。ま
た、0°〜180°までのVsin及びVcosの波形と、1
80°〜360°までのVsin及びVcosの波形とは、同
じ波形となる。
Since the first magnetic flux detecting element 1 and the second magnetic flux detecting element 2 are arranged at different angles, they output voltage signals having waveforms having different phases. here,
Assuming that the voltage waveform of the first magnetic flux direction change waveform output by the first magnetic flux detection element 1 is Vsin and the voltage waveform of the second magnetic flux direction change waveform output by the second magnetic flux detection element 2 is Vcos, Vsin And the voltage waveform of Vcos is shown in FIG.
The voltage waveform shown in FIG. In the graph shown in the figure, the vertical axis indicates the output voltage of the magnetic flux detecting element, and the horizontal axis indicates the angle α in the magnetic flux direction. Since the first magnetic flux detecting element 1 and the second magnetic flux detecting element 2 are arranged with a 45 ° angle shift, the output voltage waveforms of Vsin and Vcos have a 45 ° phase shift. . Further, the waveforms of Vsin and Vcos from 0 ° to 180 °, and 1
The waveforms of Vsin and Vcos from 80 ° to 360 ° are the same.

【0023】したがって、この位相のずれた2つの磁束
方向変化波形を比較演算することによって、生成可能な
ステアリングホイールの絶対回転角度情報は、0°〜1
80°までである。同図のグラフからも分かるように、
2つの位相の異なる磁束方向変化波形を比較演算するこ
とによって生成可能なステアリングホイールの絶対回転
角度情報は、1回転360°において、0°〜180°
の回転角度と180°〜360°の回転角度が同じ回転
角度情報になってしまい、区別がつけられないためであ
る。
Therefore, by comparing and calculating the two magnetic flux direction change waveforms having different phases, the absolute rotation angle information of the steering wheel that can be generated is 0 ° to 1 °.
Up to 80 °. As can be seen from the graph in FIG.
The absolute rotation angle information of the steering wheel that can be generated by comparing and calculating two magnetic flux direction change waveforms having different phases is 0 ° to 180 ° at 360 ° per rotation.
This is because the rotation angle of 180 ° to 360 ° becomes the same rotation angle information and cannot be distinguished.

【0024】図3は、本願発明に係る舵角センサに備え
られたMR素子が出力する第3の磁束方向変化波形及び
第4の磁束方向変化波形を示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a third magnetic flux direction change waveform and a fourth magnetic flux direction change waveform output by the MR element provided in the steering angle sensor according to the present invention.

【0025】前述したように第1の磁束検出エレメント
1は、内部に第1の磁束発生手段としての第1の電磁コ
イル3を有しており、第2の磁束検出エレメント2は、
内部に第2の磁束発生手段としての第2の電磁コイル4
を有している。この第1の電磁コイル3及び第2の電磁
コイル4に通電することによって、第1の磁束検出エレ
メント1及び第2の磁束検出エレメント2は、内部に電
磁石を有することになる。そして、それによって、第1
の磁束検出エレメント1は、永久磁石の磁束と第1の電
磁コイル3が発生する磁界による磁束とが重畳された第
3の磁束方向変化波形を出力し、第2の磁束検出エレメ
ント2は、永久磁石の磁束と第2の電磁コイル4が発生
する磁界による磁束とが重畳された第4の磁束方向変化
波形を出力することになる。
As described above, the first magnetic flux detecting element 1 has the first electromagnetic coil 3 as first magnetic flux generating means inside, and the second magnetic flux detecting element 2
A second electromagnetic coil 4 as a second magnetic flux generating means therein
have. By energizing the first electromagnetic coil 3 and the second electromagnetic coil 4, the first magnetic flux detecting element 1 and the second magnetic flux detecting element 2 have electromagnets inside. And thereby, the first
Output the third magnetic flux direction change waveform in which the magnetic flux of the permanent magnet and the magnetic flux generated by the magnetic field generated by the first electromagnetic coil 3 are superimposed. A fourth magnetic flux direction change waveform in which the magnetic flux of the magnet and the magnetic flux generated by the magnetic field generated by the second electromagnetic coil 4 are superimposed is output.

【0026】ここで、第3の磁束方向変化波形の電圧波
形をΔVsinとし、第4の磁束方向変化波形の電圧波形
をΔVcosとすると、ΔVsin及びΔVcosの電圧波形
は、図3のグラフに示した電圧波形になる。このよう
に、ΔVsinは、第1の電磁コイル3によって発生する
磁界によって、永久磁石の回転によって変化する磁束の
方向W(図1)に対して、一定の基準となる方向の磁束
B1(図1)を重畳した電圧波形となる。また、ΔVco
sも同様に、第2の電磁コイル4によって発生する磁界
によって、永久磁石の回転によって変化する磁束の方向
Wに対して、一定の基準となる方向の磁束B2(図1)
を重畳した電圧波形となる。
Here, assuming that the voltage waveform of the third magnetic flux direction change waveform is ΔVsin and the voltage waveform of the fourth magnetic flux direction change waveform is ΔVcos, the voltage waveforms of ΔVsin and ΔVcos are shown in the graph of FIG. It becomes a voltage waveform. As described above, ΔVsin is a magnetic flux B1 (FIG. 1) in a direction that is a fixed reference with respect to the direction W (FIG. 1) of the magnetic flux changed by the rotation of the permanent magnet due to the magnetic field generated by the first electromagnetic coil 3. ) Is superimposed. Also, ΔVco
Similarly, s is a magnetic flux B2 (FIG. 1) in a fixed reference direction with respect to the direction W of the magnetic flux changed by the rotation of the permanent magnet due to the magnetic field generated by the second electromagnetic coil 4.
Are superimposed on each other.

【0027】尚、第1の電磁コイル3及び第2の電磁コ
イル4に通電することによって発生する磁束B1及びB
2は、永久磁石によって発生する磁束Wと比較して、非
常に小さい磁束レベルである。したがって、図3に示し
たΔVsin及びΔVcosの電圧波形は、電磁コイルによる
重畳成分のみを増幅した電圧波形である。
The magnetic fluxes B1 and B generated by energizing the first electromagnetic coil 3 and the second electromagnetic coil 4
2 is a very small magnetic flux level as compared with the magnetic flux W generated by the permanent magnet. Therefore, the voltage waveforms of ΔVsin and ΔVcos shown in FIG. 3 are voltage waveforms obtained by amplifying only the superimposed component by the electromagnetic coil.

【0028】このようにして、第1の磁束検出エレメン
ト1及び第2の磁束検出エレメント2に内蔵された、第
1の電磁コイル3及び第2の電磁コイル4によって、一
定の方向の基準となる磁束方向が重畳されたΔVsin及
びΔVcosの電圧波形を得ることができる。そして、こ
のΔVsin及びΔVcosの電圧波形から、本願発明に係る
舵角センサに備えられた1つのMR素子において、36
0°の絶対回転角度情報を生成する過程を、以下、続け
て説明する。
As described above, the first magnetic coil 3 and the second magnetic coil 4 built in the first magnetic flux detecting element 1 and the second magnetic flux detecting element 2 serve as a reference in a certain direction. It is possible to obtain voltage waveforms of ΔVsin and ΔVcos in which the magnetic flux directions are superimposed. Then, based on the voltage waveforms of ΔVsin and ΔVcos, one MR element provided in the steering angle sensor according to the invention of the present application shows that
The process of generating the absolute rotation angle information of 0 ° will be described below.

【0029】図4は、ΔVsinの電圧波形からΔVcosの
電圧波形を減算した第5の磁束方向変化波形とΔVsin
の電圧波形とΔVcosの電圧波形とを加算した、第6の
磁束方向変化波形とを示したグラフである。
FIG. 4 shows a fifth magnetic flux direction change waveform obtained by subtracting the voltage waveform of ΔVcos from the voltage waveform of ΔVsin and ΔVsin.
13 is a graph showing a sixth magnetic flux direction change waveform obtained by adding the voltage waveform of ΔVcos to the voltage waveform of FIG.

【0030】ΔVsinの電圧波形からΔVcosの電圧波形
を減算した第5の磁束方向変化波形としてのΔVsin−
ΔVcosの電圧波形は、磁束方向の角度αが0°〜16
0°近傍までの間は、プラスの電圧値となる領域を推移
し、160°近傍から340°近傍までの間は、マイナ
スの電圧値となる領域を推移し、340°近傍〜360
°までの間は、再びプラスの電圧値となる領域を推移す
る電圧波形のグラフとなる。一方、ΔVsinの電圧波形
とΔVcosの電圧波形とを加算した第6の磁束方向変化
波形としてのΔVsin+ΔVcosの電圧波形は、図示の如
く、プラスの電圧値となる領域とマイナスの電圧値とな
る領域を交互に推移する電圧波形のグラフとなる。そし
て、このΔVsin−ΔVcosの電圧波形から、図5に示す
L1の電圧波形を生成し、ΔVsin+ΔVcosの電圧波形
から図6に示すL2の電圧波形を生成する。
The fifth magnetic flux direction change waveform ΔVsin− is obtained by subtracting the voltage waveform ΔVcos from the voltage waveform ΔVsin.
The voltage waveform of ΔVcos is such that the angle α in the magnetic flux direction is 0 ° to 16 °.
Until the vicinity of 0 °, the region having a positive voltage value changes, and from around 160 ° to approximately 340 °, the region of a negative voltage value changes.
In the range up to °, a graph of a voltage waveform changes again in a region having a positive voltage value. On the other hand, a voltage waveform of ΔVsin + ΔVcos as a sixth magnetic flux direction change waveform obtained by adding the voltage waveform of ΔVsin and the voltage waveform of ΔVcos has a region having a positive voltage value and a region having a negative voltage value as shown in the drawing. It becomes a graph of a voltage waveform that changes alternately. Then, the voltage waveform of L1 shown in FIG. 5 is generated from the voltage waveform of ΔVsin−ΔVcos, and the voltage waveform of L2 shown in FIG. 6 is generated from the voltage waveform of ΔVsin + ΔVcos.

【0031】図5は、ΔVsin−ΔVcosの電圧波形から
生成した電圧波形L1を示したグラフである。電圧波形
L1は、図4に示したΔVsin−ΔVcosの電圧波形を演
算処理し、電圧値0Vを境界としてプラスの電圧値を全
て一定のマイナスの電圧値に変換し、マイナスの電圧値
を全て一定のプラスの電圧値に変換した電圧波形であ
る。
FIG. 5 is a graph showing a voltage waveform L1 generated from the voltage waveform of ΔVsin−ΔVcos. The voltage waveform L1 is obtained by performing arithmetic processing on the voltage waveform of ΔVsin−ΔVcos shown in FIG. 4, converting all positive voltage values to a constant negative voltage value with a voltage value of 0 V as a boundary, and converting all negative voltage values to a constant value. Is a voltage waveform converted into a positive voltage value.

【0032】図6は、ΔVsin+ΔVcosの電圧波形から
生成した電圧波形L2を示したグラフである。電圧波形
L2は、電圧波形L1と同様に、図4に示したΔVsin
+ΔVcosの電圧波形を演算処理し、電圧値0Vを境界
としてプラスの電圧値を全て一定のプラスの電圧値に変
換し、マイナスの電圧値を全て一定のマイナスの電圧値
に変換した電圧波形である。
FIG. 6 is a graph showing a voltage waveform L2 generated from the voltage waveform of ΔVsin + ΔVcos. The voltage waveform L2 is the same as the voltage waveform L1, and ΔVsin shown in FIG.
This is a voltage waveform obtained by performing arithmetic processing on a voltage waveform of + ΔVcos, converting all positive voltage values to a constant positive voltage value with a voltage value of 0 V as a boundary, and converting all negative voltage values to a constant negative voltage value. .

【0033】図7は、電圧波形L1と電圧波形L2から
生成した電圧波形L3を示したものである。電圧波形L
1において、電圧の変化点は、磁束方向の角度αが16
0°近傍の点と、磁束方向の角度αが340°近傍の点
である。一方、電圧波形L2において、磁束方向の角度
αが160°近傍の点の電圧値は、マイナスの電圧値で
あり、磁束方向の角度αが340°近傍の点の電圧値
は、プラスの電圧値である。つまり、0°〜360°の
範囲において、約180°の間隔を有する2つの電圧変
化点を有する電圧波形L1と、その2つの電圧変化点の
電圧極性が異なる電圧波形L2とから、演算処理によっ
て電圧波形L3を生成することができるものである。
FIG. 7 shows a voltage waveform L3 generated from the voltage waveform L1 and the voltage waveform L2. Voltage waveform L
In FIG. 1, the point of voltage change is that the angle α in the magnetic flux direction is 16
A point near 0 ° and a point where the angle α in the magnetic flux direction is near 340 °. On the other hand, in the voltage waveform L2, the voltage value at the point where the angle α in the magnetic flux direction is around 160 ° is a negative voltage value, and the voltage value at the point where the angle α in the magnetic flux direction is around 340 ° is a positive voltage value. It is. That is, in a range of 0 ° to 360 °, a voltage waveform L1 having two voltage change points having an interval of about 180 ° and a voltage waveform L2 having different voltage polarities at the two voltage change points are calculated by an arithmetic process. The voltage waveform L3 can be generated.

【0034】電圧波形L3は、磁束方向の角度αが0°
〜180°の領域において一定のプラスの電圧値であ
り、磁束方向の角度αが180°〜360°の領域にお
いて一定のマイナスの電圧値となっている。つまり、電
圧波形L3から、磁束方向の角度αが0°〜180°の
領域にあるか、180°〜360°の領域にあるかを判
定することができる。したがって、前述したVsinとVc
osの電圧波形による0°〜180°までの絶対回転角度
情報と、電圧波形L3とから、360°の絶対回転角度
情報を生成することが可能になる。
The voltage waveform L3 has an angle α in the magnetic flux direction of 0 °.
It has a constant positive voltage value in the region of 180 ° to 180 °, and has a constant negative voltage value in the region of 180 ° to 360 ° in the magnetic flux direction. That is, it is possible to determine from the voltage waveform L3 whether the angle α in the magnetic flux direction is in the range of 0 ° to 180 ° or in the range of 180 ° to 360 °. Therefore, Vsin and Vc
It is possible to generate 360 ° absolute rotation angle information from the absolute rotation angle information from 0 ° to 180 ° based on the voltage waveform of os and the voltage waveform L3.

【0035】図8は、VsinとVcosの電圧波形による0
°〜180°までの絶対回転角度情報と、磁束方向の角
度αとの関係を示したグラフである。このように、0°
〜360°までの磁束方向の角度α(グラフ横軸)に対
して、VsinとVcosの電圧波形から演算して生成可能な
絶対回転角度(グラフ縦軸)は、0〜180°までであ
る。したがって、磁束方向の角度αが0°〜180°ま
でのグラフと180°〜360°までのグラフは、同じ
グラフとなってしまう。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the voltage waveforms of Vsin and Vcos.
5 is a graph showing a relationship between absolute rotation angle information from ° to 180 ° and an angle α in a magnetic flux direction. Thus, 0 °
The absolute rotation angle (vertical axis of the graph) that can be generated by calculating from the voltage waveforms of Vsin and Vcos with respect to the angle α in the magnetic flux direction (horizontal axis of the graph) of up to 360 ° is 0 to 180 °. Therefore, the graph when the angle α of the magnetic flux direction is 0 ° to 180 ° and the graph when the angle α is 180 ° to 360 ° are the same graph.

【0036】そこで、前述した電圧波形L3の電圧値か
ら、磁束方向の角度αが180°〜360°までの間の
角度である場合、つまり電圧波形L3の電圧値がマイナ
スである場合には、図8に示したVsinとVcosの電圧波
形による0°〜180°までの絶対回転角度情報に、1
80°を加算することによって、図9に示した360°
の絶対回転角度情報を生成することができる。
Therefore, when the angle α in the magnetic flux direction is an angle between 180 ° and 360 °, that is, when the voltage value of the voltage waveform L3 is minus, The absolute rotation angle information from 0 ° to 180 ° based on the voltage waveforms of Vsin and Vcos shown in FIG.
By adding 80 °, 360 ° shown in FIG. 9 is obtained.
Can be generated.

【0037】図10は、本願発明に係る舵角センサの概
略の構成を示したものである。舵角センサは、ステアリ
ングホイール(図示せず)の回転を伝達可能に、ステア
リングシャフト11に取り付けられた第1の歯車12
と、永久磁石13に取り付けられた第2の歯車14とを
備えている。当該実施の形態においては、第1の歯車1
2と第2の歯車14は、減速歯車16を介して、ステア
リングホイールの回転を永久磁石13に伝達可能に係合
している。また、第1の歯車12と減速歯車16との歯
数比、及び第2の歯車14と減速歯車16との歯数比と
から、車輪の最大舵角幅におけるステアリングホイール
の回転範囲で、永久磁石13がちょうど360°回転す
る構成となっている。そして、MR素子15に接続され
た演算処理部17において、上述した360°の絶対回
転角度情報を生成する演算処理が行われる。
FIG. 10 shows a schematic configuration of a steering angle sensor according to the present invention. The steering angle sensor is configured to transmit a rotation of a steering wheel (not shown) to a first gear 12 attached to a steering shaft 11.
And a second gear 14 attached to the permanent magnet 13. In this embodiment, the first gear 1
The second and second gears 14 are engaged via a reduction gear 16 so as to transmit the rotation of the steering wheel to the permanent magnet 13. Further, from the ratio of the number of teeth between the first gear 12 and the reduction gear 16 and the ratio of the number of teeth between the second gear 14 and the reduction gear 16, the permanent rotation range of the steering wheel at the maximum steering angle width of the wheel is determined. The configuration is such that the magnet 13 rotates exactly 360 °. Then, the arithmetic processing unit 17 connected to the MR element 15 performs the arithmetic processing for generating the above-described 360 ° absolute rotation angle information.

【0038】このように、当該実施の形態に示した舵角
センサは、1つの永久磁石13と1つのMR素子15と
の組合せによって、360°絶対回転角度情報を生成可
能な構成を有するとともに、減速歯車16を介して、ス
テアリングホイールの回転が永久磁石13に伝達され
る。また、車輪の最大舵角幅におけるステアリングホイ
ールの回転範囲で、永久磁石13がちょうど360°回
転する構成となっているので、1つの永久磁石13と1
つのMR素子15との組合せによって、360°を越え
るステアリングホイールの絶対回転角度情報を生成可能
な舵角センサを構成することができる。そして、それに
よって、舵角センサのさらなる小型化、及び低価格化が
可能になるとともに、1つの永久磁石13と1つのMR
素子15というシンプルな構成によって、故障率のより
低い舵角センサを実現することが可能になる。
As described above, the steering angle sensor shown in the present embodiment has a configuration capable of generating 360 ° absolute rotation angle information by a combination of one permanent magnet 13 and one MR element 15. The rotation of the steering wheel is transmitted to the permanent magnet 13 via the reduction gear 16. Also, since the permanent magnet 13 is configured to rotate exactly 360 ° in the rotation range of the steering wheel at the maximum steering angle width of the wheel, one permanent magnet 13 and one permanent magnet 13 are rotated.
In combination with the two MR elements 15, a steering angle sensor capable of generating absolute rotation angle information of the steering wheel exceeding 360 ° can be configured. This makes it possible to further reduce the size and cost of the steering angle sensor, and at the same time, one permanent magnet 13 and one MR
The simple configuration of the element 15 makes it possible to realize a steering angle sensor with a lower failure rate.

【0039】また、他の実施の形態としては、上記示し
た1つの永久磁石13と1つのMR素子15の組合せを
有するとともに、あらかじめ記憶したステアリングホイ
ールの基準回転位置を基準にして、ステアリングホイー
ルの絶対回転角度情報を演算して生成する手段を有した
ものが挙げられる。
As another embodiment, the present invention has a combination of one permanent magnet 13 and one MR element 15 as described above, and uses the reference rotational position of the steering wheel stored in advance as a reference to adjust the steering wheel. One having means for calculating and generating absolute rotation angle information may be used.

【0040】これは、1つの永久磁石13と1つのMR
素子15との組合せによって、360°絶対回転角度情
報を生成可能な構成に加えて、あらかじめ記憶したステ
アリングホイールの基準回転位置を基準にして、ステア
リングホイールの絶対回転角度情報を演算して生成する
ことによって、360°を越える絶対回転角度情報を生
成することを可能にするものである。これによって、3
60°を越えるステアリングホイールの絶対回転角度情
報を生成することが可能な舵角センサを構成でき、舵角
センサにおいて本願発明による作用効果を得ることがで
きるものである。
This is because one permanent magnet 13 and one MR
In addition to the configuration capable of generating 360 ° absolute rotation angle information in combination with the element 15, calculating and generating the absolute rotation angle information of the steering wheel based on the reference rotation position of the steering wheel stored in advance. Thus, it is possible to generate absolute rotation angle information exceeding 360 °. This gives 3
A steering angle sensor capable of generating absolute rotation angle information of a steering wheel exceeding 60 ° can be configured, and the operation effect of the present invention can be obtained in the steering angle sensor.

【0041】尚、本願発明は上記実施例に限定されるこ
となく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種
々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含
まれるものであることは言うまでもない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, which are also included in the scope of the present invention. Needless to say,

【0042】[0042]

【発明の効果】本願発明によれば、1つのMR素子でス
テアリングホイールの絶対回転角度情報を生成可能な舵
角センサを実現し、舵角センサのさらなる小型化、及び
低価格化を可能にするとともに、故障率のより低い舵角
センサを実現することが可能になる。
According to the present invention, a steering angle sensor capable of generating absolute rotation angle information of a steering wheel with one MR element is realized, and the steering angle sensor can be further reduced in size and cost. In addition, a steering angle sensor having a lower failure rate can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本願発明に係る舵角センサに備えられたMR素
子の構成を模式的に示したものである。
FIG. 1 schematically shows a configuration of an MR element provided in a steering angle sensor according to the present invention.

【図2】本願発明に係る舵角センサに備えられたMR素
子が出力する第1の磁束方向変化波形及び第2の磁束方
向変化波形を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a first magnetic flux direction change waveform and a second magnetic flux direction change waveform output by an MR element provided in the steering angle sensor according to the present invention.

【図3】本願発明に係る舵角センサに備えられたMR素
子が出力する第3の磁束方向変化波形及び第4の磁束方
向変化波形を示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a third magnetic flux direction change waveform and a fourth magnetic flux direction change waveform output by an MR element provided in the steering angle sensor according to the present invention.

【図4】ΔVsinの電圧波形からΔVcosの電圧波形を減
算した第5の磁束方向変化波形とΔVsinの電圧波形と
ΔVcosの電圧波形とを加算した、第6の磁束方向変化
波形とを示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a sixth magnetic flux direction change waveform obtained by adding a fifth magnetic flux direction change waveform obtained by subtracting a ΔVcos voltage waveform from a ΔVsin voltage waveform, a ΔVsin voltage waveform, and a ΔVcos voltage waveform; It is.

【図5】ΔVsin−ΔVcosの電圧波形から生成した電圧
波形L1を示したグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a voltage waveform L1 generated from a voltage waveform of ΔVsin−ΔVcos.

【図6】ΔVsin+ΔVcosの電圧波形から生成した電圧
波形L2を示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a voltage waveform L2 generated from a voltage waveform of ΔVsin + ΔVcos.

【図7】電圧波形L1と電圧波形L2から生成した電圧
波形L3を示したものである。
FIG. 7 shows a voltage waveform L3 generated from the voltage waveform L1 and the voltage waveform L2.

【図8】VsinとVcosの電圧波形による0°〜180°
までの絶対回転角度情報と、磁束方向の角度αとの関係
を示したグラフである。
FIG. 8: 0 ° to 180 ° according to voltage waveforms of Vsin and Vcos
6 is a graph showing the relationship between the absolute rotation angle information up to and the angle α in the magnetic flux direction.

【図9】360°の絶対回転角度情報と、磁束方向の角
度αとの関係を示したグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between 360 ° absolute rotation angle information and an angle α of a magnetic flux direction.

【図10】本願発明に係る舵角センサの概略の構成を示
したものである。
FIG. 10 shows a schematic configuration of a steering angle sensor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の磁束検出エレメント 2 第2の磁束検出エレメント 3 第1の電磁コイル 4 第2の電磁コイル 11 ステアリングシャフト 12 第1の歯車 13 永久磁石 14 第2の歯車 15 MR素子 16 減速歯車 17 演算処理部 W 磁束方向 α 磁束方向の角度 B1 第1の電磁コイルが発生する磁束方向 B2 第2の電磁コイルが発生する磁束方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st magnetic flux detection element 2 2nd magnetic flux detection element 3 1st electromagnetic coil 4 2nd electromagnetic coil 11 Steering shaft 12 1st gear 13 Permanent magnet 14 2nd gear 15 MR element 16 Reduction gear 17 Calculation Processing unit W Magnetic flux direction α Angle of magnetic flux direction B1 Magnetic flux direction generated by first electromagnetic coil B2 Magnetic flux direction generated by second electromagnetic coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石政 猛 神奈川県横須賀市浦郷町5丁目2931番地 ボッシュ ブレーキ システム株式会社内 Fターム(参考) 2F063 AA36 BA08 BB03 BC04 BD16 CA34 CA40 DA01 DB07 DC03 DD02 DD03 DD08 EA03 GA29 GA52 GA58 KA05 LA02 LA03 LA11 LA22 LA23 ZA01 2F077 AA49 DD05 JJ01 JJ06 JJ09 JJ23 TT06 TT21 TT52 3D033 CA17 CA29  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takeshi Ishimasa 5-2931, Urago-cho, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture Bosch Brake System Co., Ltd. F-term (reference) 2F063 AA36 BA08 BB03 BC04 BD16 CA34 CA40 DA01 DB07 DC03 DD02 DD03 DD08 EA03 GA29 GA52 GA58 KA05 LA02 LA03 LA11 LA22 LA23 ZA01 2F077 AA49 DD05 JJ01 JJ06 JJ09 JJ23 TT06 TT21 TT52 3D033 CA17 CA29

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステアリングホイールの回転に連動して
回転し、略円板形状を有する1つの永久磁石と、該永久
磁石の回転によって生じる磁束の変化を電圧信号に変換
し、第1の磁束方向変化波形として出力可能な第1の磁
束検出エレメントと、該第1の磁束検出エレメントと異
なる角度で配置され、前記永久磁石の回転によって生じ
る磁束の変化を電圧信号に変換し、第2の磁束方向変化
波形として出力可能な第2の磁束検出エレメントを有す
る1つのMR素子とを備え、 前記MR素子は、前記第1の磁束検出エレメントの内部
に配設された第1の磁束発生手段による磁束成分を、前
記第1の磁束方向変化波形に重畳して第3の磁束方向変
化波形として出力し、前記第2の磁束検出エレメントの
内部に配設された第2の磁束発生手段による磁束成分
を、前記第2の磁束方向変化波形に重畳して第4の磁束
方向変化波形として出力する構成を成し、 前記第1の磁束方向変化波形と前記第2の磁束方向変化
波形とを比較演算することによって、0°〜180°の
回転角度を算出し、 前記第3の磁束方向変化波形から前記第4の磁束方向変
化波形を減算した第5の磁束方向変化波形と、前記第3
の磁束方向変化波形と前記第4の磁束方向変化波形とを
加算した第6の磁束方向変化波形とを比較演算すること
によって、前記回転角度が、0°〜180°の領域の回
転角度であるか、180°〜360°の領域の回転角度
であるかを判定し、前記180°〜360°の領域の回
転角度であると判定した時は、前記回転角度に180°
の回転角度を加算することによって、前記ステアリング
ホイールの360°の絶対回転角度情報を生成する舵角
センサ。
1. A permanent magnet having a substantially disk shape, which rotates in conjunction with rotation of a steering wheel, and converts a change in magnetic flux generated by the rotation of the permanent magnet into a voltage signal to generate a first magnetic flux direction. A first magnetic flux detecting element that can be output as a change waveform; and a first magnetic flux detecting element that is arranged at a different angle from the first magnetic flux detecting element, converts a change in magnetic flux generated by rotation of the permanent magnet into a voltage signal, and converts the change into a second magnetic flux direction. One MR element having a second magnetic flux detecting element capable of outputting a change waveform, wherein the MR element is a magnetic flux component generated by first magnetic flux generating means disposed inside the first magnetic flux detecting element. Is superimposed on the first magnetic flux direction change waveform and is output as a third magnetic flux direction change waveform, and is output by a second magnetic flux generation means disposed inside the second magnetic flux detection element. A configuration in which the flux component is superimposed on the second magnetic flux direction change waveform and is output as a fourth magnetic flux direction change waveform, wherein the first magnetic flux direction change waveform and the second magnetic flux direction change waveform are By performing a comparison operation, a rotation angle of 0 ° to 180 ° is calculated, and a fifth magnetic flux direction change waveform obtained by subtracting the fourth magnetic flux direction change waveform from the third magnetic flux direction change waveform;
And the sixth magnetic flux direction change waveform obtained by adding the fourth magnetic flux direction change waveform to the fourth magnetic flux direction change waveform, the rotation angle is a rotation angle in a range of 0 ° to 180 °. Or a rotation angle in the range of 180 ° to 360 °, and when it is determined that the rotation angle is in the range of 180 ° to 360 °, the rotation angle is set to 180 °.
A steering angle sensor that generates 360 ° absolute rotation angle information of the steering wheel by adding the rotation angles of the steering wheel.
【請求項2】 請求項1において、前記舵角センサは、
前記ステアリングホイールの回転を伝達可能に、該ステ
アリングホイールに取り付けられた第1の歯車と、前記
永久磁石に取り付けられた第2の歯車とを備え、該第1
の歯車と該第2の歯車が係合して、前記ステアリングホ
イールの回転が前記永久磁石に伝達される構成を成して
いる、ことを特徴とした舵角センサ。
2. The steering angle sensor according to claim 1,
A first gear attached to the steering wheel and a second gear attached to the permanent magnet so as to transmit rotation of the steering wheel;
And the second gear is engaged to transmit the rotation of the steering wheel to the permanent magnet.
【請求項3】 請求項2において、前記舵角センサは、
前記第1の歯車と前記第2の歯車との間に、少なくとも
1つ以上の減速歯車を介した構成を成している、ことを
特徴とした舵角センサ。
3. The steering angle sensor according to claim 2,
A steering angle sensor comprising a configuration in which at least one or more reduction gears are provided between the first gear and the second gear.
【請求項4】 請求項2において、前記舵角センサは、
あらかじめ記憶した前記ステアリングホイールの基準回
転位置を基準にして、該ステアリングホイールの絶対回
転角度情報を演算して生成する手段を有する、ことを特
徴とした舵角センサ。
4. The steering angle sensor according to claim 2,
A steering angle sensor comprising means for calculating and generating absolute rotation angle information of the steering wheel based on a reference rotation position of the steering wheel stored in advance.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の舵
角センサを備える、ことを特徴とした舵角センサ組み込
み式回転コネクタ装置。
5. A rotary connector device incorporating a steering angle sensor, comprising the steering angle sensor according to any one of claims 1 to 4.
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