JP2002365043A - 回転角度検出装置、トルク検出装置及び舵取装置 - Google Patents
回転角度検出装置、トルク検出装置及び舵取装置Info
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- JP2002365043A JP2002365043A JP2001171642A JP2001171642A JP2002365043A JP 2002365043 A JP2002365043 A JP 2002365043A JP 2001171642 A JP2001171642 A JP 2001171642A JP 2001171642 A JP2001171642 A JP 2001171642A JP 2002365043 A JP2002365043 A JP 2002365043A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数回転した場合の絶対角度を低コストで検
出できる回転角度検出装置、トルク検出装置及び舵取装
置を提供する。 【解決手段】 枢軸２６と、枢軸２６の回転に対して所
定の回転比で回転体２１を回転する伝動手段４２，４４
と、回転体２１の回転角度φを検出すると共に、回転比
に基づいて、回転角度φから枢軸２６の回転角度θを検
出する演算処理部４０とを備えて回転角度検出装置、ト
ルク検出装置及び舵取装置を構成した。
出できる回転角度検出装置、トルク検出装置及び舵取装
置を提供する。 【解決手段】 枢軸２６と、枢軸２６の回転に対して所
定の回転比で回転体２１を回転する伝動手段４２，４４
と、回転体２１の回転角度φを検出すると共に、回転比
に基づいて、回転角度φから枢軸２６の回転角度θを検
出する演算処理部４０とを備えて回転角度検出装置、ト
ルク検出装置及び舵取装置を構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、枢軸の回転角度を
検出する回転角度検出装置、この回転角度検出装置を備
えたトルク検出装置、及びこのトルク検出装置を備えた
舵取装置に関するものである。
検出する回転角度検出装置、この回転角度検出装置を備
えたトルク検出装置、及びこのトルク検出装置を備えた
舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用の舵取装置として、電動モータ
を駆動して操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減する
ものがある。この舵取装置は、操舵輪（ステアリングホ
イール）に繋がる第１枢軸（入力軸）と、舵取機構に繋
がる第２枢軸（出力軸）と、入力軸及び出力軸を連結す
る連結軸（トーションバー）とを備え、トルク検出装置
により入力軸に加わるトルク（操舵トルク）を検出し、
検出されたトルクに基づいて、電動モータを駆動制御し
て操舵補助を行う。また、回転角度検出装置により操舵
輪の舵角中点を求め、操舵輪の舵角に応じた電動モータ
の駆動制御も行っている。
を駆動して操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減する
ものがある。この舵取装置は、操舵輪（ステアリングホ
イール）に繋がる第１枢軸（入力軸）と、舵取機構に繋
がる第２枢軸（出力軸）と、入力軸及び出力軸を連結す
る連結軸（トーションバー）とを備え、トルク検出装置
により入力軸に加わるトルク（操舵トルク）を検出し、
検出されたトルクに基づいて、電動モータを駆動制御し
て操舵補助を行う。また、回転角度検出装置により操舵
輪の舵角中点を求め、操舵輪の舵角に応じた電動モータ
の駆動制御も行っている。
【０００３】図６に回転角度検出装置の要部構成例を示
す。この回転角度検出装置は、舵取装置に使用した場合
を示しており、上端側にステアリングホイール２０が連
結され、下端側にピニオン２３（舵取機構）が連結され
た枢軸２６を中心に回転する回転体２１の周面に沿わせ
て螺旋状に、磁性体のターゲット２２を設けている。ま
た、回転体２１が回転したときに、枢軸２６に沿った方
向に移動するターゲット２２の部位を検出する為に、部
位検出手段（ＭＲセンサ：磁気抵抗効果素子）２４が回
転体２１と適当な隙間を空けて設けられている。ＭＲセ
ンサ２４は、車体の動かない部位に固定される。
す。この回転角度検出装置は、舵取装置に使用した場合
を示しており、上端側にステアリングホイール２０が連
結され、下端側にピニオン２３（舵取機構）が連結され
た枢軸２６を中心に回転する回転体２１の周面に沿わせ
て螺旋状に、磁性体のターゲット２２を設けている。ま
た、回転体２１が回転したときに、枢軸２６に沿った方
向に移動するターゲット２２の部位を検出する為に、部
位検出手段（ＭＲセンサ：磁気抵抗効果素子）２４が回
転体２１と適当な隙間を空けて設けられている。ＭＲセ
ンサ２４は、車体の動かない部位に固定される。
【０００４】ＭＲセンサ２４は、例えば、２つの磁性抵
抗からなる分圧回路を備え、この分圧を出力する構成で
ある。また、ＭＲセンサ２４は、磁性体からなるターゲ
ット２２による磁界の変化を大きくして感度を高める為
に、回転体２１に面しない側にバイアス用磁石を備え、
回転体２１表面の磁界を強化してある。このような構成
の回転角度検出装置は、回転体２１（枢軸２６）が、０
＜θ＜３６０°の範囲で回転するのに応じて、ＭＲセン
サ２４の検出面に近接するターゲット２２の部位が、枢
軸２６方向に変化する。
抗からなる分圧回路を備え、この分圧を出力する構成で
ある。また、ＭＲセンサ２４は、磁性体からなるターゲ
ット２２による磁界の変化を大きくして感度を高める為
に、回転体２１に面しない側にバイアス用磁石を備え、
回転体２１表面の磁界を強化してある。このような構成
の回転角度検出装置は、回転体２１（枢軸２６）が、０
＜θ＜３６０°の範囲で回転するのに応じて、ＭＲセン
サ２４の検出面に近接するターゲット２２の部位が、枢
軸２６方向に変化する。
【０００５】ＭＲセンサ２４の検出面に近接するターゲ
ット２２の部位は、回転体２１の回転角度と対応してお
り、例えば図７（ａ）に示すように、ＭＲセンサ２４の
出力電圧と、回転体２１の回転角度とが直線的な関係に
なるようにターゲット２２を設けておけば、演算処理部
４０により、ＭＲセンサ２４の出力電圧に基づいて回転
体２１（枢軸２６）の回転角度（舵角θ）を検出するこ
とができる。
ット２２の部位は、回転体２１の回転角度と対応してお
り、例えば図７（ａ）に示すように、ＭＲセンサ２４の
出力電圧と、回転体２１の回転角度とが直線的な関係に
なるようにターゲット２２を設けておけば、演算処理部
４０により、ＭＲセンサ２４の出力電圧に基づいて回転
体２１（枢軸２６）の回転角度（舵角θ）を検出するこ
とができる。
【０００６】図８に、上述した回転角度検出装置を備え
たトルク検出装置の要部構成例を示す。このトルク検出
装置は、舵取装置に使用した場合を示しており、上端側
にステアリングホイール３０が連結され、下端側にトー
ションバー３７が連結された入力軸３５を中心に回転す
る回転体３１の周面に沿わせて螺旋状に、磁性体のター
ゲット３２を設けている。また、回転体３１が回転した
ときに、入力軸３５に沿った方向に移動するターゲット
３２の部位を検出する為に、ＭＲセンサＡが回転体３１
と適当な隙間を空けて設けられている。
たトルク検出装置の要部構成例を示す。このトルク検出
装置は、舵取装置に使用した場合を示しており、上端側
にステアリングホイール３０が連結され、下端側にトー
ションバー３７が連結された入力軸３５を中心に回転す
る回転体３１の周面に沿わせて螺旋状に、磁性体のター
ゲット３２を設けている。また、回転体３１が回転した
ときに、入力軸３５に沿った方向に移動するターゲット
３２の部位を検出する為に、ＭＲセンサＡが回転体３１
と適当な隙間を空けて設けられている。
【０００７】同様に、上端側がトーションバー３７に連
結され、下端側がピニオン３８（舵取機構）に連結され
た出力軸３６を中心に回転する回転体３３の周面に沿わ
せて螺旋状に、磁性体のターゲット３４を設けている。
また、回転体３３が回転したときに、出力軸３６に沿っ
た方向に移動するターゲット３４の部位を検出する為
に、ＭＲセンサＢが回転体３３と適当な隙間を空けて設
けられている。
結され、下端側がピニオン３８（舵取機構）に連結され
た出力軸３６を中心に回転する回転体３３の周面に沿わ
せて螺旋状に、磁性体のターゲット３４を設けている。
また、回転体３３が回転したときに、出力軸３６に沿っ
た方向に移動するターゲット３４の部位を検出する為
に、ＭＲセンサＢが回転体３３と適当な隙間を空けて設
けられている。
【０００８】このような構成のトルク検出装置は、回転
体３１及び回転体３３が回転するのに応じて、ＭＲセン
サＡ及びＢの検出面に近接するターゲット３２及び３４
の部位が、入力軸３５（出力軸３６）方向に移動する。
ＭＲセンサＡ及びＢの検出面に近接するターゲット３
２，３４の部位に基づいて、回転体３１（入力軸３５）
及び回転体３３（出力軸３６）の回転角度を検出するこ
とができる。
体３１及び回転体３３が回転するのに応じて、ＭＲセン
サＡ及びＢの検出面に近接するターゲット３２及び３４
の部位が、入力軸３５（出力軸３６）方向に移動する。
ＭＲセンサＡ及びＢの検出面に近接するターゲット３
２，３４の部位に基づいて、回転体３１（入力軸３５）
及び回転体３３（出力軸３６）の回転角度を検出するこ
とができる。
【０００９】例えば、ＭＲセンサＡ及びＢの出力電圧
と、回転体３１及び３３の回転角度とが同様の直線的な
関係になるようにターゲット３２及び３４を設けた場
合、回転体３１及び回転体３３が複数回回転したとき、
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＭＲセンサＡ及び
Ｂは、３６０°周期の電圧波形を出力し、この出力電圧
により、回転体３１（入力軸３５）及び回転体３３（出
力軸３６）の回転角度θｍ及びθｖを検出することがで
きる。
と、回転体３１及び３３の回転角度とが同様の直線的な
関係になるようにターゲット３２及び３４を設けた場
合、回転体３１及び回転体３３が複数回回転したとき、
図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＭＲセンサＡ及び
Ｂは、３６０°周期の電圧波形を出力し、この出力電圧
により、回転体３１（入力軸３５）及び回転体３３（出
力軸３６）の回転角度θｍ及びθｖを検出することがで
きる。
【００１０】ここで、ステアリングホイール３０にトル
ク（操舵トルク）が加えられ、トーションバー３７に捩
じれ角度が生じていれば、ＭＲセンサＡ及びＢの出力電
圧は、例えば、図９（ｃ）に示すように、その捩じれ角
度に応じた電圧差ΔＶが生じるので、その電圧差ΔＶを
演算処理部４０により算出して捩じれ角度を求め、トル
クを示す信号を出力することができる。ＭＲセンサＢの
出力電圧は、出力軸３６の回転角度（舵角）を示す信号
として出力される。また、ＭＲセンサＡの出力電圧を、
入力軸３５の回転角度を示す信号として出力することも
できる。
ク（操舵トルク）が加えられ、トーションバー３７に捩
じれ角度が生じていれば、ＭＲセンサＡ及びＢの出力電
圧は、例えば、図９（ｃ）に示すように、その捩じれ角
度に応じた電圧差ΔＶが生じるので、その電圧差ΔＶを
演算処理部４０により算出して捩じれ角度を求め、トル
クを示す信号を出力することができる。ＭＲセンサＢの
出力電圧は、出力軸３６の回転角度（舵角）を示す信号
として出力される。また、ＭＲセンサＡの出力電圧を、
入力軸３５の回転角度を示す信号として出力することも
できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述した回転角度検出
装置は、図７（ａ）に示したように、１回転分（３６０
°）の回転角度しか検出できない。または、図７（ｂ）
に示すように、左右１８０°の回転角度しか検出できな
い。もちろん、回転数を計数するレジスタを用い、３６
０°回転する毎に回転数を計数することで、３６０°以
上の回転角度を検出することも可能である。
装置は、図７（ａ）に示したように、１回転分（３６０
°）の回転角度しか検出できない。または、図７（ｂ）
に示すように、左右１８０°の回転角度しか検出できな
い。もちろん、回転数を計数するレジスタを用い、３６
０°回転する毎に回転数を計数することで、３６０°以
上の回転角度を検出することも可能である。
【００１２】しかし、レジスタを設けて計数を行う必要
があるなど、低コストで複数回転の回転角度を検出でき
ない。また、自動車の場合は、直進する角度を基準とし
た絶対的な回転角度を検出する場合が多く、車両の走行
制御及びステアリングの戻し制御を行うために、低コス
トで複数回転の絶対的な回転角度を検出することが求め
られている。
があるなど、低コストで複数回転の回転角度を検出でき
ない。また、自動車の場合は、直進する角度を基準とし
た絶対的な回転角度を検出する場合が多く、車両の走行
制御及びステアリングの戻し制御を行うために、低コス
トで複数回転の絶対的な回転角度を検出することが求め
られている。
【００１３】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、複数回転した場合の絶対的な回転角度を低コス
トで検出できる回転角度検出装置、トルク検出装置及び
舵取装置を提供することを目的とする。
であり、複数回転した場合の絶対的な回転角度を低コス
トで検出できる回転角度検出装置、トルク検出装置及び
舵取装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る回転角度
検出装置は、回転体と、該回転体に設けられ、該回転体
が回転するに従って部位が変化するターゲットと、該タ
ーゲットの近接する部位を検出する部位検出手段と、検
出された前記ターゲットの部位に基づいて前記回転体の
回転角度を検出する角度検出手段とを備え、前記回転体
の回転中心軸とは別の枢軸の回転角度を検出する回転角
度検出装置であって、前記枢軸の回転に対して所定の回
転比で前記回転体を回転させる伝動手段と、前記回転比
に基づいて、前記回転体の回転角度から前記枢軸の回転
角度を求める手段とを備えたことを特徴とする。
検出装置は、回転体と、該回転体に設けられ、該回転体
が回転するに従って部位が変化するターゲットと、該タ
ーゲットの近接する部位を検出する部位検出手段と、検
出された前記ターゲットの部位に基づいて前記回転体の
回転角度を検出する角度検出手段とを備え、前記回転体
の回転中心軸とは別の枢軸の回転角度を検出する回転角
度検出装置であって、前記枢軸の回転に対して所定の回
転比で前記回転体を回転させる伝動手段と、前記回転比
に基づいて、前記回転体の回転角度から前記枢軸の回転
角度を求める手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】このような回転角度検出装置は、伝動手段
により、枢軸の回転が回転体に伝達され、枢軸に対して
所定の回転比で回転体が回転するため、回転体の回転角
度から枢軸の回転角度を求めることができる。回転体と
回転比の異なる枢軸の回転角度を検出することができ
る。回転比は、任意の値に設定することができる。伝動
手段として、歯車，ベルト又はカムを用いることができ
る。
により、枢軸の回転が回転体に伝達され、枢軸に対して
所定の回転比で回転体が回転するため、回転体の回転角
度から枢軸の回転角度を求めることができる。回転体と
回転比の異なる枢軸の回転角度を検出することができ
る。回転比は、任意の値に設定することができる。伝動
手段として、歯車，ベルト又はカムを用いることができ
る。
【００１６】請求項２に係る回転角度検出装置は、請求
項１において、前記回転体が１回転する間に検出される
前記ターゲットの部位が回転に応じて異なるように、前
記ターゲットが前記回転体に設けられていることを特徴
とする。
項１において、前記回転体が１回転する間に検出される
前記ターゲットの部位が回転に応じて異なるように、前
記ターゲットが前記回転体に設けられていることを特徴
とする。
【００１７】このような回転角度検出装置は、回転体が
１回転した場合に検出されるターゲットの部位が全て異
なるため、基準角度に対する回転体の１回転以内の絶対
的な回転角度を検出することができる。回転体は、枢軸
に対して所定の回転比で回転しているため、回転体の１
回転に対応する枢軸の回転角度範囲内において、枢軸の
絶対的な回転角度を検出することができる。
１回転した場合に検出されるターゲットの部位が全て異
なるため、基準角度に対する回転体の１回転以内の絶対
的な回転角度を検出することができる。回転体は、枢軸
に対して所定の回転比で回転しているため、回転体の１
回転に対応する枢軸の回転角度範囲内において、枢軸の
絶対的な回転角度を検出することができる。
【００１８】請求項３に係る回転角度検出装置は、請求
項１又は２において、前記回転比は、１より小さいこと
を特徴とする。
項１又は２において、前記回転比は、１より小さいこと
を特徴とする。
【００１９】このような回転角度検出装置は、回転比を
１より小さくすることにより、回転体が１回転した場合
に枢軸は１回転以上回転するため、枢軸が複数回転した
場合でも絶対的な回転角度を回転体の回転角度から検出
することができる。例えば回転比が１／２の場合、枢軸
の２回転（又は左右１回転ずつ）分の絶対的な回転角度
を検出することができる。
１より小さくすることにより、回転体が１回転した場合
に枢軸は１回転以上回転するため、枢軸が複数回転した
場合でも絶対的な回転角度を回転体の回転角度から検出
することができる。例えば回転比が１／２の場合、枢軸
の２回転（又は左右１回転ずつ）分の絶対的な回転角度
を検出することができる。
【００２０】請求項４に係る回転角度検出装置は、請求
項１〜３の何れかにおいて、前記ターゲットは磁性体で
あり、前記部位検出手段は磁気センサであることを特徴
とする。
項１〜３の何れかにおいて、前記ターゲットは磁性体で
あり、前記部位検出手段は磁気センサであることを特徴
とする。
【００２１】このような回転角度検出装置は、磁気セン
サにより磁性体のターゲットの部位を検出するため、部
位検出手段の構造は単純になり、コストは低くなり、調
整操作は容易になる。また、非接触でターゲットの部位
を検出することができる。
サにより磁性体のターゲットの部位を検出するため、部
位検出手段の構造は単純になり、コストは低くなり、調
整操作は容易になる。また、非接触でターゲットの部位
を検出することができる。
【００２２】請求項５に係る回転角度検出装置は、請求
項１〜４の何れかにおいて、前記回転体が回転するに従
って、前記ターゲットの部位が前記回転体の回転中心軸
方向に変化するように、又は前記ターゲットの部位と前
記部位検出手段との距離が変化するように、前記ターゲ
ットが前記回転体に設けられていることを特徴とする。
項１〜４の何れかにおいて、前記回転体が回転するに従
って、前記ターゲットの部位が前記回転体の回転中心軸
方向に変化するように、又は前記ターゲットの部位と前
記部位検出手段との距離が変化するように、前記ターゲ
ットが前記回転体に設けられていることを特徴とする。
【００２３】このような回転角度検出装置は、回転体の
回転に従って部位検出手段に近接するターゲットの部位
が回転中心軸方向に変化するため、回転中心軸方向の部
位の位置に基づいて回転体の回転角度を検出することが
できる。または、回転体の回転に従って部位検出手段に
近接するターゲットの部位と部位検出手段との距離が変
化するため、部位検出手段と部位との距離に基づいて回
転体の回転角度を検出することができる。
回転に従って部位検出手段に近接するターゲットの部位
が回転中心軸方向に変化するため、回転中心軸方向の部
位の位置に基づいて回転体の回転角度を検出することが
できる。または、回転体の回転に従って部位検出手段に
近接するターゲットの部位と部位検出手段との距離が変
化するため、部位検出手段と部位との距離に基づいて回
転体の回転角度を検出することができる。
【００２４】請求項６に係るトルク検出装置は、第１枢
軸と第２枢軸とを同軸的に連結する連結軸に生じる捩れ
角度によって前記第１枢軸に加わるトルクを検出するト
ルク検出装置において、前記第１枢軸及び第２枢軸の回
転角度をそれぞれ検出する請求項１〜５の何れかに記載
された２つの回転角度検出装置と、検出された前記回転
角度の差を求める手段とを備え、前記回転角度の差を前
記捩れ角度とすべくなしてあることを特徴とする。
軸と第２枢軸とを同軸的に連結する連結軸に生じる捩れ
角度によって前記第１枢軸に加わるトルクを検出するト
ルク検出装置において、前記第１枢軸及び第２枢軸の回
転角度をそれぞれ検出する請求項１〜５の何れかに記載
された２つの回転角度検出装置と、検出された前記回転
角度の差を求める手段とを備え、前記回転角度の差を前
記捩れ角度とすべくなしてあることを特徴とする。
【００２５】このようなトルク検出装置は、上述した回
転角度検出装置により第１枢軸及び第２枢軸の回転角度
を検出するため、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢
軸の絶対的な回転角度を検出することができる。
転角度検出装置により第１枢軸及び第２枢軸の回転角度
を検出するため、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢
軸の絶対的な回転角度を検出することができる。
【００２６】請求項７に係る舵取装置は、操舵輪に連結
された第１枢軸と、舵取機構に連結された第２枢軸と、
前記第１枢軸及び第２枢軸を同軸的に連結する連結軸
と、前記第１枢軸に加わるトルクを検出する請求項６に
記載されたトルク検出装置と、検出されたトルクに基づ
いて駆動制御される、前記第２枢軸の回転を補助する電
動モータとを備えたことを特徴とする。
された第１枢軸と、舵取機構に連結された第２枢軸と、
前記第１枢軸及び第２枢軸を同軸的に連結する連結軸
と、前記第１枢軸に加わるトルクを検出する請求項６に
記載されたトルク検出装置と、検出されたトルクに基づ
いて駆動制御される、前記第２枢軸の回転を補助する電
動モータとを備えたことを特徴とする。
【００２７】このような舵取装置は、上述したトルク検
出装置により、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢軸
の絶対的な回転角度を検出し、第１枢軸に加わるトルク
を検出することができる。
出装置により、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢軸
の絶対的な回転角度を検出し、第１枢軸に加わるトルク
を検出することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。図１に、本発明
に係る回転角度検出装置の一例を示す。
示す図面に基づいて具体的に説明する。図１に、本発明
に係る回転角度検出装置の一例を示す。
【００２９】（第１の実施の形態）回転角度検出装置
は、従来と同様に、回転体２１と 回転体２１に設けら
れ、回転体２１が回転するに従って部位が変化する磁性
体のターゲット２２と、ターゲット２２の近接する部位
を検出するＭＲセンサ（部位検出手段）２４と、検出さ
れたターゲット２２の部位に基づいて回転体２１の回転
角度を検出する演算処理部（角度検出手段）４０とを備
える。ターゲット２２は、回転体２１が１回転する間に
ＭＲセンサ２４が検出する部位が全て異なるように、回
転体２１に設けられている。ＭＲセンサ２４で検出され
るターゲット２２の部位は、回転中心軸４６に沿った方
向に変化する。
は、従来と同様に、回転体２１と 回転体２１に設けら
れ、回転体２１が回転するに従って部位が変化する磁性
体のターゲット２２と、ターゲット２２の近接する部位
を検出するＭＲセンサ（部位検出手段）２４と、検出さ
れたターゲット２２の部位に基づいて回転体２１の回転
角度を検出する演算処理部（角度検出手段）４０とを備
える。ターゲット２２は、回転体２１が１回転する間に
ＭＲセンサ２４が検出する部位が全て異なるように、回
転体２１に設けられている。ＭＲセンサ２４で検出され
るターゲット２２の部位は、回転中心軸４６に沿った方
向に変化する。
【００３０】本発明では、上端側にステアリングホイー
ル２０が連結されると共に下端側にピニオン２３が連結
された枢軸２６と回転体２１の回転中心軸４６とは、異
なる位置に配置される。本実施の形態では、回転中心軸
４６は枢軸２６と平行に配置され、歯車（伝動手段）４
２，４４により枢軸２６の回転が回転中心軸４６に伝達
される。枢軸２６を中心に回転する歯車４２の歯数は、
回転中心軸４６を中心に回転する歯車４４の歯数の１／
２であり、枢軸２６に対する回転中心軸４６（回転体２
１）の回転比は１／２である。
ル２０が連結されると共に下端側にピニオン２３が連結
された枢軸２６と回転体２１の回転中心軸４６とは、異
なる位置に配置される。本実施の形態では、回転中心軸
４６は枢軸２６と平行に配置され、歯車（伝動手段）４
２，４４により枢軸２６の回転が回転中心軸４６に伝達
される。枢軸２６を中心に回転する歯車４２の歯数は、
回転中心軸４６を中心に回転する歯車４４の歯数の１／
２であり、枢軸２６に対する回転中心軸４６（回転体２
１）の回転比は１／２である。
【００３１】次に、このような構成の回転角度検出装置
の動作について説明する。ステアリングホイール２０を
操作して枢軸２６を回転させた場合、歯車４２、４４を
介して回転中心軸４６に回転が伝達され、回転体２１は
枢軸２６に対して所定の回転比で回転する。回転体２１
の回転角度φは、ＭＲセンサ２４の出力に基づいて演算
処理部４０で検出する。演算処理部４０は、回転比に基
づいて、回転体２１の回転角度φから枢軸２６の回転角
度θを求める。本実施の形態では、回転比が１／２なの
で、回転体２１の回転角度φを２倍にすればよい。ま
た、枢軸２６と回転中心軸４６の回転方向は互いに逆な
ので、演算処理部４０は、回転方向の補正を行う。
の動作について説明する。ステアリングホイール２０を
操作して枢軸２６を回転させた場合、歯車４２、４４を
介して回転中心軸４６に回転が伝達され、回転体２１は
枢軸２６に対して所定の回転比で回転する。回転体２１
の回転角度φは、ＭＲセンサ２４の出力に基づいて演算
処理部４０で検出する。演算処理部４０は、回転比に基
づいて、回転体２１の回転角度φから枢軸２６の回転角
度θを求める。本実施の形態では、回転比が１／２なの
で、回転体２１の回転角度φを２倍にすればよい。ま
た、枢軸２６と回転中心軸４６の回転方向は互いに逆な
ので、演算処理部４０は、回転方向の補正を行う。
【００３２】枢軸２６が２回転した場合に回転中心軸４
６は１回転するため、図２（ａ）に示すように、演算処
理部４０は３６０°を２倍した７２０°周期の電圧波形
を得ることができる。図２（ａ）では０°〜７２０°の
回転角度検出を説明したが、演算処理部４０で基準角度
を設定することにより、例えば図２（ｂ）に示すように
−３６０°〜３６０°の回転角度検出を行うこともでき
る。
６は１回転するため、図２（ａ）に示すように、演算処
理部４０は３６０°を２倍した７２０°周期の電圧波形
を得ることができる。図２（ａ）では０°〜７２０°の
回転角度検出を説明したが、演算処理部４０で基準角度
を設定することにより、例えば図２（ｂ）に示すように
−３６０°〜３６０°の回転角度検出を行うこともでき
る。
【００３３】上述した実施の形態では、回転比は１／２
であるが、回転比を１／４にした場合は４回転分の絶対
的な回転角度を検出することができ、例えば図３に示す
ように、−７２０°〜７２０°の回転角度検出を行うこ
ともできる。このように、回転比を任意に設定し、任意
回転数の絶対的な回転角度を検出することができる。
であるが、回転比を１／４にした場合は４回転分の絶対
的な回転角度を検出することができ、例えば図３に示す
ように、−７２０°〜７２０°の回転角度検出を行うこ
ともできる。このように、回転比を任意に設定し、任意
回転数の絶対的な回転角度を検出することができる。
【００３４】上述した実施の形態では、ターゲット２２
の部位を回転中心軸４６に沿った方向に変化させている
が、ＭＲセンサ２４に近接するターゲットの部位からＭ
Ｒセンサ２４までの距離を変化させることもできる。ま
た、上述した実施の形態では、ターゲット２２を回転体
２１から突出させているが、図４に示すように、磁性体
の回転体７１に溝（ターゲット）７２を形成し、ＭＲセ
ンサ２４に近接する溝７２の位置を変化させることもで
きる。さらに、上述した実施の形態では、ＭＲセンサを
用いてターゲットを検出しているが、ターゲットの検出
は磁気センサに限定はされず、光センサ等の任意の位置
検出センサを用いてターゲットの位置を検出することも
できる。
の部位を回転中心軸４６に沿った方向に変化させている
が、ＭＲセンサ２４に近接するターゲットの部位からＭ
Ｒセンサ２４までの距離を変化させることもできる。ま
た、上述した実施の形態では、ターゲット２２を回転体
２１から突出させているが、図４に示すように、磁性体
の回転体７１に溝（ターゲット）７２を形成し、ＭＲセ
ンサ２４に近接する溝７２の位置を変化させることもで
きる。さらに、上述した実施の形態では、ＭＲセンサを
用いてターゲットを検出しているが、ターゲットの検出
は磁気センサに限定はされず、光センサ等の任意の位置
検出センサを用いてターゲットの位置を検出することも
できる。
【００３５】（第２の実施の形態）図５に、本発明に係
るトルク検出装置の一例を示す。トルク検出装置は、従
来と同様に、入力軸３５と出力軸３６とを同軸的に連結
するトーションバー（連結軸）３７に生じる捩れ角度に
よって入力軸３５に加わるトルクを検出する。入力軸３
５及び出力軸３６の回転角度θｍ及びθｖを求め、求め
た回転角度の差に基づいてトルクを検出する。
るトルク検出装置の一例を示す。トルク検出装置は、従
来と同様に、入力軸３５と出力軸３６とを同軸的に連結
するトーションバー（連結軸）３７に生じる捩れ角度に
よって入力軸３５に加わるトルクを検出する。入力軸３
５及び出力軸３６の回転角度θｍ及びθｖを求め、求め
た回転角度の差に基づいてトルクを検出する。
【００３６】本発明では、上端側にステアリングホイー
ル３０が連結されると共に下端側にトーションバー３７
が連結された入力軸３５と回転体３１の回転中心軸５４
とは、異なる位置に配置される。本実施の形態では、回
転中心軸５４は入力軸３５と平行に配置され、歯車（伝
動手段）６２，５２により入力軸３５の回転が回転中心
軸５４に伝達される。入力軸３５を中心に回転する歯車
６２の歯数は、回転中心軸５４を中心に回転する歯車５
２の歯数の１／２であり、入力軸３５に対する回転中心
軸５４（回転体３１）の回転比は１／２である。
ル３０が連結されると共に下端側にトーションバー３７
が連結された入力軸３５と回転体３１の回転中心軸５４
とは、異なる位置に配置される。本実施の形態では、回
転中心軸５４は入力軸３５と平行に配置され、歯車（伝
動手段）６２，５２により入力軸３５の回転が回転中心
軸５４に伝達される。入力軸３５を中心に回転する歯車
６２の歯数は、回転中心軸５４を中心に回転する歯車５
２の歯数の１／２であり、入力軸３５に対する回転中心
軸５４（回転体３１）の回転比は１／２である。
【００３７】同様に、上端側にトーションバー３７が連
結されると共に下端側にピニオン３８が連結された出力
軸３６と回転体３３の回転中心軸５８とは、異なる位置
に配置される。本実施の形態では、回転中心軸５８は出
力軸３６と平行に配置され、歯車（伝動手段）６４，５
６により出力軸３６の回転が回転中心軸５８に伝達され
る。出力軸３６を中心に回転する歯車６４の歯数は、回
転中心軸５６を中心に回転する歯車５６の歯数の１／２
であり、出力軸３６に対する回転中心軸５８（回転体３
３）の回転比は１／２である。
結されると共に下端側にピニオン３８が連結された出力
軸３６と回転体３３の回転中心軸５８とは、異なる位置
に配置される。本実施の形態では、回転中心軸５８は出
力軸３６と平行に配置され、歯車（伝動手段）６４，５
６により出力軸３６の回転が回転中心軸５８に伝達され
る。出力軸３６を中心に回転する歯車６４の歯数は、回
転中心軸５６を中心に回転する歯車５６の歯数の１／２
であり、出力軸３６に対する回転中心軸５８（回転体３
３）の回転比は１／２である。
【００３８】次に、このような構成のトルク検出装置の
動作について説明する。ステアリングホイール３０を操
作して入力軸３５を回転させた場合、歯車６２、５２を
介して回転中心軸５４に回転が伝達され、回転体３１は
入力軸３５に対して所定の回転比で回転する。回転体３
１の回転角度φｍは、ＭＲセンサＡの出力に基づいて演
算処理部４０で検出する。演算処理部４０は、回転比に
基づいて、回転体３１の回転角度φｍから入力軸３５の
回転角度θｍを検出する。本実施の形態では、回転比が
１／２なので、回転体３１の回転角度φｍを２倍にすれ
ばよい。また、入力軸３５と回転中心軸５４の回転方向
は互いに逆なので、演算処理部４０は、回転方向の補正
を行う。
動作について説明する。ステアリングホイール３０を操
作して入力軸３５を回転させた場合、歯車６２、５２を
介して回転中心軸５４に回転が伝達され、回転体３１は
入力軸３５に対して所定の回転比で回転する。回転体３
１の回転角度φｍは、ＭＲセンサＡの出力に基づいて演
算処理部４０で検出する。演算処理部４０は、回転比に
基づいて、回転体３１の回転角度φｍから入力軸３５の
回転角度θｍを検出する。本実施の形態では、回転比が
１／２なので、回転体３１の回転角度φｍを２倍にすれ
ばよい。また、入力軸３５と回転中心軸５４の回転方向
は互いに逆なので、演算処理部４０は、回転方向の補正
を行う。
【００３９】同様に、回転体３３の回転角度φｖは、Ｍ
ＲセンサＢの出力に基づいて演算処理部４０で検出す
る。演算処理部４０は、回転比に基づいて、回転体３３
の回転角度φｖから出力軸３６の回転角度θｖを検出す
る。本実施の形態では、回転比が１／２なので、回転体
３３の回転角度φｖを２倍にすればよい。また、出力軸
３６と回転中心軸５８の回転方向は互いに逆なので、演
算処理部４０は、回転方向の補正を行う。
ＲセンサＢの出力に基づいて演算処理部４０で検出す
る。演算処理部４０は、回転比に基づいて、回転体３３
の回転角度φｖから出力軸３６の回転角度θｖを検出す
る。本実施の形態では、回転比が１／２なので、回転体
３３の回転角度φｖを２倍にすればよい。また、出力軸
３６と回転中心軸５８の回転方向は互いに逆なので、演
算処理部４０は、回転方向の補正を行う。
【００４０】ＭＲセンサＡ，Ｂのそれぞれの出力に基づ
いて、演算処理部は、図２（ａ）と同様の７２０°周期
の電圧波形を得ることができる。入力軸３５及び出力軸
３６の２回転以内の絶対的な回転角度を検出してトルク
を求めることができる。求めたトルクに基づいて、回転
補助用の電動モータを駆動制御することができる。
いて、演算処理部は、図２（ａ）と同様の７２０°周期
の電圧波形を得ることができる。入力軸３５及び出力軸
３６の２回転以内の絶対的な回転角度を検出してトルク
を求めることができる。求めたトルクに基づいて、回転
補助用の電動モータを駆動制御することができる。
【００４１】
【発明の効果】本発明の回転角度検出装置は、伝動手段
により、枢軸の回転が回転体に伝達され、枢軸に対して
所定の回転比で回転体が回転するため、回転体の回転角
度から枢軸の回転角度を求めることができる。回転体と
回転比の異なる枢軸の回転角度を求めることができる。
により、枢軸の回転が回転体に伝達され、枢軸に対して
所定の回転比で回転体が回転するため、回転体の回転角
度から枢軸の回転角度を求めることができる。回転体と
回転比の異なる枢軸の回転角度を求めることができる。
【００４２】また、本発明の回転角度検出装置は、回転
体が１回転する間に検出されるターゲットの部位が全て
異なるため、回転体の３６０°に渡る絶対的な回転角度
を検出することができる。回転体の１回転に対応する枢
軸の回転角度範囲において、枢軸の絶対的な回転角度を
検出することができる。
体が１回転する間に検出されるターゲットの部位が全て
異なるため、回転体の３６０°に渡る絶対的な回転角度
を検出することができる。回転体の１回転に対応する枢
軸の回転角度範囲において、枢軸の絶対的な回転角度を
検出することができる。
【００４３】また、本発明の回転角度検出装置は、回転
比を１より小さくすることにより、回転体が１回転した
場合に枢軸は１回転以上回転するため、枢軸の３６０°
を超えた絶対的な回転角度を回転体の回転角度から検出
することができる。複数回転した場合の絶対的な回転角
度を低コストで検出することができ、車両走行制御及び
ハンドル戻し制御を低コストで実現することができる。
比を１より小さくすることにより、回転体が１回転した
場合に枢軸は１回転以上回転するため、枢軸の３６０°
を超えた絶対的な回転角度を回転体の回転角度から検出
することができる。複数回転した場合の絶対的な回転角
度を低コストで検出することができ、車両走行制御及び
ハンドル戻し制御を低コストで実現することができる。
【００４４】また、本発明の回転角度検出装置は、磁気
センサにより磁性体のターゲットの部位を検出するた
め、部位検出手段の構造は単純になり、部品コストは低
くなり、調整操作は容易になる。また、非接触にターゲ
ットの部位を検出することができる。
センサにより磁性体のターゲットの部位を検出するた
め、部位検出手段の構造は単純になり、部品コストは低
くなり、調整操作は容易になる。また、非接触にターゲ
ットの部位を検出することができる。
【００４５】また、本発明の回転角度検出装置は、回転
体の回転に従って部位検出手段に近接するターゲットの
部位が回転中心軸方向に変化するため、回転中心軸方向
の部位の位置に基づいて回転体の回転角度を検出するこ
とができる。または、回転体の回転に従って部位検出手
段に近接するターゲットの部位と部位検出手段との距離
が変化するため、部位検出手段と部位との距離に基づい
て回転体の回転角度を検出することができる。
体の回転に従って部位検出手段に近接するターゲットの
部位が回転中心軸方向に変化するため、回転中心軸方向
の部位の位置に基づいて回転体の回転角度を検出するこ
とができる。または、回転体の回転に従って部位検出手
段に近接するターゲットの部位と部位検出手段との距離
が変化するため、部位検出手段と部位との距離に基づい
て回転体の回転角度を検出することができる。
【００４６】本発明のトルク検出装置は、上述した回転
角度検出装置により第１枢軸及び第２枢軸の回転角度を
検出するため、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢軸
の絶対的な回転角度を検出することができる。
角度検出装置により第１枢軸及び第２枢軸の回転角度を
検出するため、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢軸
の絶対的な回転角度を検出することができる。
【００４７】本発明の舵取装置は、上述したトルク検出
装置により、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢軸の
絶対的な回転角度を検出して算出されたトルクに基づい
て、回転補助用の伝動モータを制御することができる。
装置により、３６０°を超えた第１枢軸及び第２枢軸の
絶対的な回転角度を検出して算出されたトルクに基づい
て、回転補助用の伝動モータを制御することができる。
【図１】本発明に係る回転角度検出装置の実施の形態の
一例を示す原理図である。
一例を示す原理図である。
【図２】図１に示す回転角度検出装置の動作の一例を説
明する為の説明図である。
明する為の説明図である。
【図３】本発明に係る回転角度検出装置の動作の他の例
を説明する為の説明図である。
を説明する為の説明図である。
【図４】本発明に係る回転角度検出装置のターゲットの
他の例を示す説明図である。
他の例を示す説明図である。
【図５】本発明に係るトルク検出装置の実施の形態の一
例を示す原理図である。
例を示す原理図である。
【図６】従来の回転角度検出装置の要部構成例を示す原
理図である。
理図である。
【図７】図６に示す回転角度検出装置の動作を説明する
為の説明図である。
為の説明図である。
【図８】従来のトルク検出装置の要部構成例を示す原理
図である。
図である。
【図９】図８に示すトルク検出装置の動作を説明する為
の説明図である。
の説明図である。
２０，３０ ステアリングホイール（操舵輪） ２１，３１，３３，７１ 回転体 ２２，３２，３４，７２ ターゲット ２３，３８ ピニオン（舵取機構） ２４ ＭＲセンサ（部位検出手段） ２６ 枢軸 ３５ 入力軸（第１枢軸） ３６ 出力軸（第２枢軸） ３７ トーションバー（連結軸） ４０ 演算処理部（角度検出手段） ４２，４４，５２，５６，６２，６４ 歯車（伝動手
段） ４６，５４，５８ 回転体の回転中心軸
段） ４６，５４，５８ 回転体の回転中心軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｌ 5/22 Ｇ０１Ｌ 5/22 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB05 BA03 2F063 AA35 AA36 BA08 CA10 DC03 DC06 DD03 GA52 KA01 KA05 2F069 AA83 GG04 GG06 HH30 3D030 DC27 DC29 3D033 CA28 CA29
Claims (7)
- 【請求項１】 回転体と、該回転体に設けられ、該回転
体が回転するに従って部位が変化するターゲットと、該
ターゲットの近接する部位を検出する部位検出手段と、
検出された前記ターゲットの部位に基づいて前記回転体
の回転角度を検出する角度検出手段とを備え、前記回転
体の回転中心軸とは別の枢軸の回転角度を検出する回転
角度検出装置であって、 前記枢軸の回転に対して所定の回転比で前記回転体を回
転させる伝動手段と、 前記回転比に基づいて、前記回転体の回転角度から前記
枢軸の回転角度を求める手段とを備えたことを特徴とす
る回転角度検出装置。 - 【請求項２】 前記回転体が１回転する間に検出される
前記ターゲットの部位が回転に応じて異なるように、前
記ターゲットが前記回転体に設けられていることを特徴
とする請求項１記載の回転角度検出装置。 - 【請求項３】 前記回転比は、１より小さいことを特徴
とする請求項１又は２記載の回転角度検出装置。 - 【請求項４】 前記ターゲットは磁性体であり、前記部
位検出手段は磁気センサであることを特徴とする請求項
１〜３の何れかに記載の回転角度検出装置。 - 【請求項５】 前記回転体が回転するに従って、前記タ
ーゲットの部位が前記回転体の回転中心軸方向に変化す
るように、又は前記ターゲットの部位と前記部位検出手
段との距離が変化するように、前記ターゲットが前記回
転体に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の
何れかに記載の回転角度検出装置。 - 【請求項６】 第１枢軸と第２枢軸とを同軸的に連結す
る連結軸に生じる捩れ角度によって前記第１枢軸に加わ
るトルクを検出するトルク検出装置において、 前記第１枢軸及び第２枢軸の回転角度をそれぞれ検出す
る請求項１〜５の何れかに記載された２つの回転角度検
出装置と、 検出された前記回転角度の差を求める手段とを備え、 前記回転角度の差を前記捩れ角度とすべくなしてあるこ
とを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項７】 操舵輪に連結された第１枢軸と、 舵取機構に連結された第２枢軸と、 前記第１枢軸及び第２枢軸を同軸的に連結する連結軸
と、 前記第１枢軸に加わるトルクを検出する請求項６に記載
されたトルク検出装置と、 検出されたトルクに基づいて駆動制御される、前記第２
枢軸の回転を補助する電動モータとを備えたことを特徴
とする舵取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171642A JP2002365043A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 回転角度検出装置、トルク検出装置及び舵取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171642A JP2002365043A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 回転角度検出装置、トルク検出装置及び舵取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002365043A true JP2002365043A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19013379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001171642A Pending JP2002365043A (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 回転角度検出装置、トルク検出装置及び舵取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002365043A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005028993A1 (ja) * | 2003-09-17 | 2005-03-31 | Nsk Ltd. | 舵角センサ |
| KR100816386B1 (ko) | 2006-01-26 | 2008-03-26 | 주식회사 만도 | 조향각 센서를 구비한 전동식 조향장치 |
| JP2012173268A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Honda Motor Co Ltd | 角度検出器及び電動パワーステアリング装置 |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001171642A patent/JP2002365043A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005028993A1 (ja) * | 2003-09-17 | 2005-03-31 | Nsk Ltd. | 舵角センサ |
| JP2005091137A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Nsk Ltd | 舵角センサ |
| US7472004B2 (en) | 2003-09-17 | 2008-12-30 | Nsk Ltd. | Steering angle sensor |
| KR100816386B1 (ko) | 2006-01-26 | 2008-03-26 | 주식회사 만도 | 조향각 센서를 구비한 전동식 조향장치 |
| JP2012173268A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Honda Motor Co Ltd | 角度検出器及び電動パワーステアリング装置 |
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