JP2003329436A - 回転検出装置 - Google Patents
回転検出装置Info
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D15/021—Determination of steering angle
- B62D15/0215—Determination of steering angle by measuring on the steering column
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
- G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
- G01D11/245—Housings for sensors
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ステアリング軸などの回転体の回転角度を検
出する回転検出装置を小型に構成して狭いスペース内に
配置できるようにする。 【解決手段】 ステアリング出力部１４にはパワーアシ
ストのためのウオームホイール１５が固定されており、
このウオームホイール１５に形成された平面歯車１５ｂ
によって検出ユニット２０の入力歯車２２ａが増速され
て回転させられる。検出ユニット２０内には、検出軸２
２の回転を減速する減速機構が設けられ、この減速によ
りケース内に設けられた検出回転部材が、前記ステアリ
ング出力部１４の回転と１：１の角度で回転し、その回
転角度が検出素子で検出される。
出する回転検出装置を小型に構成して狭いスペース内に
配置できるようにする。 【解決手段】 ステアリング出力部１４にはパワーアシ
ストのためのウオームホイール１５が固定されており、
このウオームホイール１５に形成された平面歯車１５ｂ
によって検出ユニット２０の入力歯車２２ａが増速され
て回転させられる。検出ユニット２０内には、検出軸２
２の回転を減速する減速機構が設けられ、この減速によ
りケース内に設けられた検出回転部材が、前記ステアリ
ング出力部１４の回転と１：１の角度で回転し、その回
転角度が検出素子で検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車輌のステアリン
グ軸などの被検出体である回転体の回転角度を検出する
回転検出装置に関する。
グ軸などの被検出体である回転体の回転角度を検出する
回転検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来の電動式パワーステアリン
グ制御装置（以下、ＥＰＳ制御装置という）と、ステア
リング軸の回転角度を検出する回転検出装置の構成を示
す概略図である。
グ制御装置（以下、ＥＰＳ制御装置という）と、ステア
リング軸の回転角度を検出する回転検出装置の構成を示
す概略図である。
【０００３】図８に示すように、ステアリングホイール
１の中心に固定されたステアリング軸２は、車内のダッ
シュボード内に設けられた支持体６に回転自在に支持さ
れている。前記ステアリング軸２は、その先部に検出軸
部３が一体にまたは固定されて設けられ、さらにその先
部にステアリング出力部４が設けられている。前記ステ
アリング出力部４の先部に、マニュアルステアリングギ
ヤが連結されており、このマニュアルステアリングギヤ
の両端に設けられたホイールに、前輪のタイヤが取り付
けられている。
１の中心に固定されたステアリング軸２は、車内のダッ
シュボード内に設けられた支持体６に回転自在に支持さ
れている。前記ステアリング軸２は、その先部に検出軸
部３が一体にまたは固定されて設けられ、さらにその先
部にステアリング出力部４が設けられている。前記ステ
アリング出力部４の先部に、マニュアルステアリングギ
ヤが連結されており、このマニュアルステアリングギヤ
の両端に設けられたホイールに、前輪のタイヤが取り付
けられている。
【０００４】前記ステアリング出力部４には、パワーア
シスト回転体としてウオームホイール５が固定されてい
る。ウオームホイール５の近傍には、電動式のパワーア
シストモータ７が設けられている。前記パワーアシスト
モータ７の出力軸７ａにウオームギヤ８が固定されてお
り、このウオームギヤ８が、前記ウオームホイール５の
外周の歯部５ａに噛み合っている。
シスト回転体としてウオームホイール５が固定されてい
る。ウオームホイール５の近傍には、電動式のパワーア
シストモータ７が設けられている。前記パワーアシスト
モータ７の出力軸７ａにウオームギヤ８が固定されてお
り、このウオームギヤ８が、前記ウオームホイール５の
外周の歯部５ａに噛み合っている。
【０００５】前記検出軸部３にはトルク検出装置９と回
転検出装置１０が設けられている。前記トルク検出装置
９で、検出軸部３に加わるトルクが電圧などに変換さ
れ、その出力がマイクロコンピュータなどのトルク検出
制御部へ与えられる。前記トルク検出制御部では、前記
トルク出力および車速信号やイグニション・オン信号な
どに基づいてアシスト量が演算される。この演算値に基
づいてパワーアシストモータ７が制御されて、パワーア
シストモータ７の動力がステアリング軸２に与えられ
て、ステアリング１の操舵力が設定される。
転検出装置１０が設けられている。前記トルク検出装置
９で、検出軸部３に加わるトルクが電圧などに変換さ
れ、その出力がマイクロコンピュータなどのトルク検出
制御部へ与えられる。前記トルク検出制御部では、前記
トルク出力および車速信号やイグニション・オン信号な
どに基づいてアシスト量が演算される。この演算値に基
づいてパワーアシストモータ７が制御されて、パワーア
シストモータ７の動力がステアリング軸２に与えられ
て、ステアリング１の操舵力が設定される。
【０００６】また前記回転検出装置１０は、前記ステア
リング軸２の回転角度を検出するものである。例えば運
転中の車にオーバーステアやアンダーステアなどが生じ
た場合には、前記回転検出装置１０により検出されたス
テアリング角度と、前記車速信号などから、マイクロコ
ンピュータにより最適な操舵角度などが割り出される。
そして、前記パワーアシストモータ７が制御されて、前
輪の操舵角度が調整され、またはブレーキ力が調整され
るなどして、自動車が最適な状態で操舵されるようにな
る。
リング軸２の回転角度を検出するものである。例えば運
転中の車にオーバーステアやアンダーステアなどが生じ
た場合には、前記回転検出装置１０により検出されたス
テアリング角度と、前記車速信号などから、マイクロコ
ンピュータにより最適な操舵角度などが割り出される。
そして、前記パワーアシストモータ７が制御されて、前
輪の操舵角度が調整され、またはブレーキ力が調整され
るなどして、自動車が最適な状態で操舵されるようにな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の回転検
出装置１０は、その中心部にステアリング軸２の検出軸
部３が挿通される構造である。この回転検出装置１０内
には、前記検出軸部３の外周部に嵌合して前記検出軸部
３と一体に回転する回転部と、この回転部によって動作
させられる検出回転部材が設けられ、この検出回転部材
の回転角度が検出素子で検出されるものとなっている。
このように、前記回転検出装置１０では、前記検出回転
部材や検出素子が、前記ステアリング軸２の外周の領域
に配置される構造であるため、回転検出装置１０の外径
寸法が大きくなる。
出装置１０は、その中心部にステアリング軸２の検出軸
部３が挿通される構造である。この回転検出装置１０内
には、前記検出軸部３の外周部に嵌合して前記検出軸部
３と一体に回転する回転部と、この回転部によって動作
させられる検出回転部材が設けられ、この検出回転部材
の回転角度が検出素子で検出されるものとなっている。
このように、前記回転検出装置１０では、前記検出回転
部材や検出素子が、前記ステアリング軸２の外周の領域
に配置される構造であるため、回転検出装置１０の外径
寸法が大きくなる。
【０００８】また、前記回転検出装置１０では、ステア
リング軸２の３６０度未満の回転角度をリニアに検出で
きることが必要である。したがって、本来はステアリン
グ軸の回転角度に対して１：１に対応して回転する検出
回転部材を設けて、この検出回転部材の回転角度を検出
することが好ましい。しかし、回転角度を１：１に設定
するためには、前記回転検出装置１０内に、検出軸部３
の外周部に嵌合している前記回転部と同じ直径の歯車を
配置することが必要になる。したがって、前記回転検出
装置１０がさらに大型化する。
リング軸２の３６０度未満の回転角度をリニアに検出で
きることが必要である。したがって、本来はステアリン
グ軸の回転角度に対して１：１に対応して回転する検出
回転部材を設けて、この検出回転部材の回転角度を検出
することが好ましい。しかし、回転角度を１：１に設定
するためには、前記回転検出装置１０内に、検出軸部３
の外周部に嵌合している前記回転部と同じ直径の歯車を
配置することが必要になる。したがって、前記回転検出
装置１０がさらに大型化する。
【０００９】しかし、ステアリング軸２の周囲に、大型
の回転検出装置１０を配置するスペースを確保するのが
困難であるため、従来の前記回転検出装置１０では、そ
の内部に直径の小さい歯車を配置している。その結果、
ステアリング軸２の回転が増速されて検出回転部材に伝
達され、例えばステアリング軸２が１回転する間に、前
記検出回転部材が２回転、または３回転することにな
る。よって、ステアリング軸２の回転角度を正確に検出
するためには、例えば前記検出回転部材が１回転するご
とにパルスを発生させる検知手段を新たに設けることが
必要である。すなわち前記の検知手段が設けられていな
いと、ステアリング軸２が３６０度回転するまでに、前
記検出回転部材の回転角度を検出する検知素子から同じ
信号が２回または３回出力されることになってステアリ
ング角度を正確に検出できないことになる。
の回転検出装置１０を配置するスペースを確保するのが
困難であるため、従来の前記回転検出装置１０では、そ
の内部に直径の小さい歯車を配置している。その結果、
ステアリング軸２の回転が増速されて検出回転部材に伝
達され、例えばステアリング軸２が１回転する間に、前
記検出回転部材が２回転、または３回転することにな
る。よって、ステアリング軸２の回転角度を正確に検出
するためには、例えば前記検出回転部材が１回転するご
とにパルスを発生させる検知手段を新たに設けることが
必要である。すなわち前記の検知手段が設けられていな
いと、ステアリング軸２が３６０度回転するまでに、前
記検出回転部材の回転角度を検出する検知素子から同じ
信号が２回または３回出力されることになってステアリ
ング角度を正確に検出できないことになる。
【００１０】本発明は、上記従来の課題を解決するため
のものであり、小型の構造にでき、しかも被検出体と、
検出回転部材との回転角度を１：１などに対応させるこ
とも可能な回転検出装置を提供することを目的としてい
る。
のものであり、小型の構造にでき、しかも被検出体と、
検出回転部材との回転角度を１：１などに対応させるこ
とも可能な回転検出装置を提供することを目的としてい
る。
【００１１】また本発明は、ステアリング軸の周囲のス
ペースを有効利用できるようにした回転検出装置を提供
することを目的としている。
ペースを有効利用できるようにした回転検出装置を提供
することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、ケースと、前
記ケースの内外に延びて回転自在に支持された検出軸
と、前記ケースの外に設けられて前記検出軸に固定され
た入力歯車と、前記ケース内に設けられて前記検出軸の
回転を減速させる減速機構と、前記減速機構によって減
速させられて回転する検出回転部材と、前記検出回転部
材の回転角度を検出する検出部材と、が設けられている
ことを特徴とするものである。
記ケースの内外に延びて回転自在に支持された検出軸
と、前記ケースの外に設けられて前記検出軸に固定され
た入力歯車と、前記ケース内に設けられて前記検出軸の
回転を減速させる減速機構と、前記減速機構によって減
速させられて回転する検出回転部材と、前記検出回転部
材の回転角度を検出する検出部材と、が設けられている
ことを特徴とするものである。
【００１３】例えば、前記減速機構は、前記検出軸によ
って回転させられるウオームギヤと、このウオームギヤ
と噛み合うピニオンギヤとを有している。
って回転させられるウオームギヤと、このウオームギヤ
と噛み合うピニオンギヤとを有している。
【００１４】この回転検出装置は、ケースの外部に入力
歯車が突出している構造であるため、全体を薄型化で
き、また回転検出装置を任意の位置に配置できる。また
検出軸の回転が減速されて検出回転部材に与えられるた
め、検出回転部材の回転角度を小さくでき、検出精度を
高くできる。
歯車が突出している構造であるため、全体を薄型化で
き、また回転検出装置を任意の位置に配置できる。また
検出軸の回転が減速されて検出回転部材に与えられるた
め、検出回転部材の回転角度を小さくでき、検出精度を
高くできる。
【００１５】また、被検出体である回転体から前記入力
歯車に回転が増速して与えられる増速機構が設けられて
おり、前記回転体からの回転力が、前記増速機構および
前記減速機構を経て前記検出回転部材に与えられて、前
記検出回転部材の回転角度が、前記回転体の回転角度の
整数分の１倍に設定されているものとして構成できる。
歯車に回転が増速して与えられる増速機構が設けられて
おり、前記回転体からの回転力が、前記増速機構および
前記減速機構を経て前記検出回転部材に与えられて、前
記検出回転部材の回転角度が、前記回転体の回転角度の
整数分の１倍に設定されているものとして構成できる。
【００１６】この構造では、被検出体である回転体の１
回転につき検出回転部材の回転角度が１回転以下となる
ため、前記回転体の回転角度を高精度に検出できる。
回転につき検出回転部材の回転角度が１回転以下となる
ため、前記回転体の回転角度を高精度に検出できる。
【００１７】また、前記検出回転部材と前記回転体の回
転角度が１：１に設定されていると、検出部材からの検
出出力の信号処理が容易である。
転角度が１：１に設定されていると、検出部材からの検
出出力の信号処理が容易である。
【００１８】例えば、被検出体である前記回転体が、自
動車のステアリング軸である。この場合に、被検出体で
ある前記回転体が、自動車のステアリング軸であり、前
記ステアリング軸に、パワーアシスト動力が与えられる
アシスト回転体が設けられており、このパワーアシスト
回転体と共に回転する歯車に前記入力歯車が噛み合っ
て、前記増速機構が構成されているものが好ましい。
動車のステアリング軸である。この場合に、被検出体で
ある前記回転体が、自動車のステアリング軸であり、前
記ステアリング軸に、パワーアシスト動力が与えられる
アシスト回転体が設けられており、このパワーアシスト
回転体と共に回転する歯車に前記入力歯車が噛み合っ
て、前記増速機構が構成されているものが好ましい。
【００１９】パワーアシスト回転体の回転力で検出軸を
回転させることができるので、ステアリング軸の周囲に
おいて、狭いスペースに回転検出のための機構を配置で
きる。
回転させることができるので、ステアリング軸の周囲に
おいて、狭いスペースに回転検出のための機構を配置で
きる。
【００２０】また本発明は、自動車のステアリング軸
に、パワーアシスト動力が与えられるパワーアシスト回
転体が設けられており、前記パワーアシスト回転体よっ
て回転させられる検出軸と、前記検出軸によって回転さ
せられる検出回転部材と、前記検出回転部材の回転角度
を検出する検出部材と、が設けられていることを特徴と
するものである。
に、パワーアシスト動力が与えられるパワーアシスト回
転体が設けられており、前記パワーアシスト回転体よっ
て回転させられる検出軸と、前記検出軸によって回転さ
せられる検出回転部材と、前記検出回転部材の回転角度
を検出する検出部材と、が設けられていることを特徴と
するものである。
【００２１】例えば、前記パワーアシスト回転体に歯車
が一体に形成されており、前記検出軸に設けられた入力
歯車が前記歯車に噛み合っているものである。
が一体に形成されており、前記検出軸に設けられた入力
歯車が前記歯車に噛み合っているものである。
【００２２】この場合も、前記検出回転部材の回転角度
が、ステアリング軸の回転角度の整数分の１に設定され
ていることが好ましく、さらには、前記検出回転部材の
回転角度と、ステアリング軸の回転角度とが１：１に設
定されていることが好ましい。
が、ステアリング軸の回転角度の整数分の１に設定され
ていることが好ましく、さらには、前記検出回転部材の
回転角度と、ステアリング軸の回転角度とが１：１に設
定されていることが好ましい。
【００２３】また、本発明は、前記検出部材から、位相
が相違する複数の波形出力が得られるものが好ましい。
が相違する複数の波形出力が得られるものが好ましい。
【００２４】複数の波形出力を処理しアークタンジェン
トの演算処理などを行うことにより、回転角度をリニア
の出力に変換できるようになる。
トの演算処理などを行うことにより、回転角度をリニア
の出力に変換できるようになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の回転
検出装置が設けられるＥＰＳ制御装置（電動式パワース
テアリング制御装置）の構成を示す概略図である。
検出装置が設けられるＥＰＳ制御装置（電動式パワース
テアリング制御装置）の構成を示す概略図である。
【００２６】図２ないし図３は、回転検出装置の主要部
である検出ユニットの配置状態を示すものであり、図２
Ａは第１の実施の形態を示す正面図、図２Ｂはその底面
図、図３Ａは第２の実施の形態を示す正面図、図３Ｂは
その底面図、図４Ａは第３の実施の形態を示す正面図、
図４Ｂはその底面図である。また図５Ａは回転検出装置
の主要部となる検出ユニットの平面断面図、ＢはＡのＶ
−Ｖ線断面図である。
である検出ユニットの配置状態を示すものであり、図２
Ａは第１の実施の形態を示す正面図、図２Ｂはその底面
図、図３Ａは第２の実施の形態を示す正面図、図３Ｂは
その底面図、図４Ａは第３の実施の形態を示す正面図、
図４Ｂはその底面図である。また図５Ａは回転検出装置
の主要部となる検出ユニットの平面断面図、ＢはＡのＶ
−Ｖ線断面図である。
【００２７】図１に示すＥＰＳ制御装置の基本的な構造
は、図８に示した従来のＥＰＳ制御装置と同じである。
は、図８に示した従来のＥＰＳ制御装置と同じである。
【００２８】すなわち、回転検出装置の被検出体の回転
体であるステアリング軸１２の上端にステアリングホイ
ール１１が固定されている。ステアリング軸１２の下部
はステアリング出力部１４であり、このステアリング出
力部１４は、前記ステアリング軸１２の一部である。そ
して、このステアリング出力部１４がベアリング軸受１
３，１３によって回転自在に支持されている。前述のよ
うに、ステアリング軸１２の回転は、前記ステアリング
出力部１４からマニュアルステアリングギヤに伝達され
て、前輪のタイヤを支持するホイールの操舵角が制御さ
れる。
体であるステアリング軸１２の上端にステアリングホイ
ール１１が固定されている。ステアリング軸１２の下部
はステアリング出力部１４であり、このステアリング出
力部１４は、前記ステアリング軸１２の一部である。そ
して、このステアリング出力部１４がベアリング軸受１
３，１３によって回転自在に支持されている。前述のよ
うに、ステアリング軸１２の回転は、前記ステアリング
出力部１４からマニュアルステアリングギヤに伝達され
て、前輪のタイヤを支持するホイールの操舵角が制御さ
れる。
【００２９】前記ステアリング出力部１４には、パワー
アシスト回転体であるウオームホイール１５が固定され
ている。前記ステアリング出力部１４の近傍には、電動
式のパワーアシストモータ１７が設けられ、その出力軸
１７ａにはウオームギヤ１８が固定されている。そし
て、前記ウオームギヤ１８は、前記ウオームホイール１
５の外周に形成された歯部１５ａに噛み合っている。
アシスト回転体であるウオームホイール１５が固定され
ている。前記ステアリング出力部１４の近傍には、電動
式のパワーアシストモータ１７が設けられ、その出力軸
１７ａにはウオームギヤ１８が固定されている。そし
て、前記ウオームギヤ１８は、前記ウオームホイール１
５の外周に形成された歯部１５ａに噛み合っている。
【００３０】図示省略しているが、前記ステアリング軸
１２の一部となる検出軸１６には、トルク検出装置が設
けられており、ステアリング軸１２を回転させる際の負
荷トルクが前記トルク検出装置により検出される。この
検出出力が、マイクロコンピュータに与えられて演算処
理が行われ、その演算結果に応じて前記パワーアシスト
モータ１７の出力が制御される。これにより、パワーア
シストモータ１７からウオームホイール１５に与えられ
る動力が調節されて、ステアリングホイール１１の操舵
時の負荷を可変できるようになっている。
１２の一部となる検出軸１６には、トルク検出装置が設
けられており、ステアリング軸１２を回転させる際の負
荷トルクが前記トルク検出装置により検出される。この
検出出力が、マイクロコンピュータに与えられて演算処
理が行われ、その演算結果に応じて前記パワーアシスト
モータ１７の出力が制御される。これにより、パワーア
シストモータ１７からウオームホイール１５に与えられ
る動力が調節されて、ステアリングホイール１１の操舵
時の負荷を可変できるようになっている。
【００３１】この実施の形態では、図１に示すように、
前記ウオームホイール１５の回転力が直接に回転検出装
置の主要部である検出ユニット２０に与えられ、ステア
リング軸１２の回転角度を検出できるようになってい
る。
前記ウオームホイール１５の回転力が直接に回転検出装
置の主要部である検出ユニット２０に与えられ、ステア
リング軸１２の回転角度を検出できるようになってい
る。
【００３２】図５Ａ，Ｂに示すように、この検出ユニッ
ト２０は、箱型形状のケース２１に検出軸２２が回転自
在に支持されている。前記検出軸２２の一部はケース２
１の外部に突出しており、その先端に入力歯車２２ａが
固定されている。
ト２０は、箱型形状のケース２１に検出軸２２が回転自
在に支持されている。前記検出軸２２の一部はケース２
１の外部に突出しており、その先端に入力歯車２２ａが
固定されている。
【００３３】ケース２１の内部では、前記検出軸２２の
回転を減速させる減速機構が設けられている。図５に示
すものでは、前記減速機構として、ウオームギヤ２２ｂ
と、このウオームギヤ２２ｂに噛み合うピニオンギヤ
（ウオームホイール）２３が設けられている。前記ウオ
ームギヤ２２ｂは、前記検出軸２２に固定されている。
また前記ピニオンギヤ２３は、前記検出軸２２と直角に
交叉して配置された軸２３ａに回転自在に支持されてい
る。このように、減速機構をウオームギヤ２２ｂとピニ
オンギヤ２３とで構成することにより、ケース２１を薄
型のものとすることができる。
回転を減速させる減速機構が設けられている。図５に示
すものでは、前記減速機構として、ウオームギヤ２２ｂ
と、このウオームギヤ２２ｂに噛み合うピニオンギヤ
（ウオームホイール）２３が設けられている。前記ウオ
ームギヤ２２ｂは、前記検出軸２２に固定されている。
また前記ピニオンギヤ２３は、前記検出軸２２と直角に
交叉して配置された軸２３ａに回転自在に支持されてい
る。このように、減速機構をウオームギヤ２２ｂとピニ
オンギヤ２３とで構成することにより、ケース２１を薄
型のものとすることができる。
【００３４】この実施の形態では、前記ピニオンギヤ２
３が検出回転部材２３ｂと一体に形成されており、この
検出回転部材２３ｂにリング状のマグネットＭが固設さ
れている。図５Ｂに示すように、検出回転部材２３ｂは
外周に前記ピニオンギヤ２３の歯が形成され、その内側
に前記マグネットＭが埋設されている。このようにピニ
オンギヤ２３の内側にマグネットＭが埋設されているこ
とにより、前記検出回転部材２３ｂを薄型化できるよう
になっている。
３が検出回転部材２３ｂと一体に形成されており、この
検出回転部材２３ｂにリング状のマグネットＭが固設さ
れている。図５Ｂに示すように、検出回転部材２３ｂは
外周に前記ピニオンギヤ２３の歯が形成され、その内側
に前記マグネットＭが埋設されている。このようにピニ
オンギヤ２３の内側にマグネットＭが埋設されているこ
とにより、前記検出回転部材２３ｂを薄型化できるよう
になっている。
【００３５】前記ケース２１内では、前記検出回転部材
２３ｂと平面どうしが対向するように基板２４が固定さ
れており、この基板２４に検出部材２５が固定されてい
る。この検出部材２５は、前記検出回転部材２３ｂの回
転中心部分に対向している。
２３ｂと平面どうしが対向するように基板２４が固定さ
れており、この基板２４に検出部材２５が固定されてい
る。この検出部材２５は、前記検出回転部材２３ｂの回
転中心部分に対向している。
【００３６】図６に示すように、前記マグネットＭは、
１８０度の範囲の半リングマグネットＭａとＭｂとが合
わされたものであり、一方の半リングマグネットＭａ
は、前記基板２４に対向する表面がＮ極に着磁され、他
方の半リングマグネットＭｂは、前記基板２４に対向す
る表面がＳ極に着磁されている。
１８０度の範囲の半リングマグネットＭａとＭｂとが合
わされたものであり、一方の半リングマグネットＭａ
は、前記基板２４に対向する表面がＮ極に着磁され、他
方の半リングマグネットＭｂは、前記基板２４に対向す
る表面がＳ極に着磁されている。
【００３７】前記検出部材２５には、４つの磁気検出素
子が平面的に配列して取り付けられている。この検出部
材２５は、基板上に、第１群の２つの磁気検出素子２５
ａ，２５ａおよび第２群の２つの磁気検出素子２５ｂ，
２５ｂがブリッジ回路を構成するように接続されてい
る。
子が平面的に配列して取り付けられている。この検出部
材２５は、基板上に、第１群の２つの磁気検出素子２５
ａ，２５ａおよび第２群の２つの磁気検出素子２５ｂ，
２５ｂがブリッジ回路を構成するように接続されてい
る。
【００３８】前記第１群の２つの磁気検出素子２５ａ，
２５ａは、磁界の方向が右方向（Ｘ方向）のときに検知
出力がプラス側の最大値となり、その逆向きの左方向へ
の磁界が与えられたときにマイナス側の最小値となるよ
うに組み合わされている。また、前記第２群の２つの磁
気検出素子２５ｂ，２５ｂは、磁界の方向が上方向（Ｙ
方向）のときに検知出力がプラス側の最大値となり、そ
の逆向きの下方向への磁界が与えられたときにマイナス
側の最小値となるように組み合わされている。
２５ａは、磁界の方向が右方向（Ｘ方向）のときに検知
出力がプラス側の最大値となり、その逆向きの左方向へ
の磁界が与えられたときにマイナス側の最小値となるよ
うに組み合わされている。また、前記第２群の２つの磁
気検出素子２５ｂ，２５ｂは、磁界の方向が上方向（Ｙ
方向）のときに検知出力がプラス側の最大値となり、そ
の逆向きの下方向への磁界が与えられたときにマイナス
側の最小値となるように組み合わされている。
【００３９】前記各磁気検出素子２５ａ，２５ｂは、磁
気抵抗効果素子、または巨大磁気抵抗効果素子などの小
型の磁気センサーである。
気抵抗効果素子、または巨大磁気抵抗効果素子などの小
型の磁気センサーである。
【００４０】前記基板２４には、前記制御部２６が搭載
されており、この制御部２６に接続された配線ケーブル
２７が、ケース２１の外部に延びている。
されており、この制御部２６に接続された配線ケーブル
２７が、ケース２１の外部に延びている。
【００４１】図６に示す構成により、前記検出部材２５
からは、マグネットＭが３６０度回転するときに１周期
となる三角関数曲線に近似した波形出力Ｓ１と、この波
形出力Ｓ１と位相が９０度ずれた同じく三角関数曲線に
近似した波形出力Ｓ２とが得られる。この２つの波形出
力Ｓ１，Ｓ２が前記制御部２６に与えられることによ
り、マグネットＭの３６０度の回転角度を知ることがで
きる。
からは、マグネットＭが３６０度回転するときに１周期
となる三角関数曲線に近似した波形出力Ｓ１と、この波
形出力Ｓ１と位相が９０度ずれた同じく三角関数曲線に
近似した波形出力Ｓ２とが得られる。この２つの波形出
力Ｓ１，Ｓ２が前記制御部２６に与えられることによ
り、マグネットＭの３６０度の回転角度を知ることがで
きる。
【００４２】例えば、波形出力Ｓ１，Ｓ２の値の絶対値
を用い、｜Ｓ１｜＞｜Ｓ２｜のときにはｔａｎ-1（｜Ｓ
１｜／｜Ｓ２｜）を演算し、｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜のとき
にはｔａｎ-1（｜Ｓ２｜／｜Ｓ１｜）を演算することに
より、マグネットＭの回転角度を知ることができる。
を用い、｜Ｓ１｜＞｜Ｓ２｜のときにはｔａｎ-1（｜Ｓ
１｜／｜Ｓ２｜）を演算し、｜Ｓ１｜＜｜Ｓ２｜のとき
にはｔａｎ-1（｜Ｓ２｜／｜Ｓ１｜）を演算することに
より、マグネットＭの回転角度を知ることができる。
【００４３】前記延出ユニット２０の取付けとして、図
２Ａ，Ｂに示す第１の実施の形態では、前記ウオームホ
イール１５の下面に、リング状の平面歯車１５ｂが一体
に形成されており、この平面歯車１５ｂに前記検出ユニ
ット２０の入力歯車２２ａが噛み合っている。そして、
この平面歯車１５ｂから入力歯車２２ａへの動力伝達経
路が増速機構を構成している。
２Ａ，Ｂに示す第１の実施の形態では、前記ウオームホ
イール１５の下面に、リング状の平面歯車１５ｂが一体
に形成されており、この平面歯車１５ｂに前記検出ユニ
ット２０の入力歯車２２ａが噛み合っている。そして、
この平面歯車１５ｂから入力歯車２２ａへの動力伝達経
路が増速機構を構成している。
【００４４】図３Ａ，Ｂに示す第２の実施の形態では、
前記ウオームホイール１５に、その歯部１５ａよりも径
の小さい歯車１５ｃが一体に形成されて、２段歯車とな
っている。そして、前記歯車１５ｃに前記検出ユニット
２０の入力歯車２２ａが噛み合って、増速機構が構成さ
れている。
前記ウオームホイール１５に、その歯部１５ａよりも径
の小さい歯車１５ｃが一体に形成されて、２段歯車とな
っている。そして、前記歯車１５ｃに前記検出ユニット
２０の入力歯車２２ａが噛み合って、増速機構が構成さ
れている。
【００４５】図４Ａ，Ｂに示す第３の実施の形態では、
前記ウオームホイール１５の下面に凹部１５ｄがリング
状に形成され、この凹部１５ｄ内において、前記歯部１
５ａの内側に内歯歯車１５ｄ１が一体に形成されてい
る。そして、前記内歯歯車１５ｄ１に前記入力歯車２２
ａが噛み合って、増速機構が構成されている。
前記ウオームホイール１５の下面に凹部１５ｄがリング
状に形成され、この凹部１５ｄ内において、前記歯部１
５ａの内側に内歯歯車１５ｄ１が一体に形成されてい
る。そして、前記内歯歯車１５ｄ１に前記入力歯車２２
ａが噛み合って、増速機構が構成されている。
【００４６】この回転検出装置では、ステアリング出力
部１４が回転すると、ウオームホイール１５が一緒に回
転するが、このときの回転が前記平面歯車１５ｂ、歯車
１５ｃ、内歯歯車１５ｄ１のいずれかから入力歯車２２
ａおよび検出軸２２に増速して伝達される。さらにケー
ス２１内において、検出軸２２の回転が、ウオームギヤ
２２ｂとピニオンギヤ２３との減速機構により減速され
て、ピニオンギヤ２３と一体の検出回転部材２３ｂが回
転させられる。
部１４が回転すると、ウオームホイール１５が一緒に回
転するが、このときの回転が前記平面歯車１５ｂ、歯車
１５ｃ、内歯歯車１５ｄ１のいずれかから入力歯車２２
ａおよび検出軸２２に増速して伝達される。さらにケー
ス２１内において、検出軸２２の回転が、ウオームギヤ
２２ｂとピニオンギヤ２３との減速機構により減速され
て、ピニオンギヤ２３と一体の検出回転部材２３ｂが回
転させられる。
【００４７】この実施の形態では、前記増速機構の増速
比に対して、前記減速機構の減速比が逆数となるように
設定されており、ステアリング出力部１４の回転角度
と、検出回転部材２３ｂの回転角度とが１：１に対応し
ている。
比に対して、前記減速機構の減速比が逆数となるように
設定されており、ステアリング出力部１４の回転角度
と、検出回転部材２３ｂの回転角度とが１：１に対応し
ている。
【００４８】したがって、図７に示す波形出力Ｓ１，Ｓ
２からマグネットＭの回転角度が演算されると、それが
ステアリング軸１２の回転角度と一致するようになる。
したがって、従来のように、検出出力の他に検出回転部
材の回転数を知るための検知手段を別個に設けることが
不要になる。
２からマグネットＭの回転角度が演算されると、それが
ステアリング軸１２の回転角度と一致するようになる。
したがって、従来のように、検出出力の他に検出回転部
材の回転数を知るための検知手段を別個に設けることが
不要になる。
【００４９】なお、前記増速機構の増速比と前記減速機
構の減速比の設定により、検出回転部材２３ｂの回転角
度が、ステアリング軸１２の回転角度の１／Ｎ（Ｎは整
数）としてもよい。例えば前記Ｎが「２」の場合、図７
に示す波形出力Ｓ１，Ｓ２の１周期をステアリング軸１
２の回転の７２０度分として検知すればよいことにな
る。
構の減速比の設定により、検出回転部材２３ｂの回転角
度が、ステアリング軸１２の回転角度の１／Ｎ（Ｎは整
数）としてもよい。例えば前記Ｎが「２」の場合、図７
に示す波形出力Ｓ１，Ｓ２の１周期をステアリング軸１
２の回転の７２０度分として検知すればよいことにな
る。
【００５０】このように、増速機構と減速機構とを組み
合わせることにより、検出回転部材２３ｂと一体のピニ
オンギヤ２３のピッチ円直径が、ウオームホイール１５
のピッチ円直径よりも充分に小さいものであっても、検
出回転部材２３ｂを、ウオームホイール１５と同じ回転
角度、またはそれよりも小さい回転角度で回転させるこ
とができ、検出出力の演算制御を簡単にできるととも
に、検出ユニット２０を小型のものとして構成できる。
合わせることにより、検出回転部材２３ｂと一体のピニ
オンギヤ２３のピッチ円直径が、ウオームホイール１５
のピッチ円直径よりも充分に小さいものであっても、検
出回転部材２３ｂを、ウオームホイール１５と同じ回転
角度、またはそれよりも小さい回転角度で回転させるこ
とができ、検出出力の演算制御を簡単にできるととも
に、検出ユニット２０を小型のものとして構成できる。
【００５１】なお、前記増速機構として、前記平面歯車
１５ｂ、歯車１５ｃ、内歯歯車１５ｄ１のいずれかと、
入力歯車２２ａとの間にさらに他の歯車を介在させ、ま
たケース２１内においても、前記ウオームギヤ２２ｂと
ピニオンギヤ２３との間にさらに他の歯車を介在させて
もよい。いずれにせよ、前記のように増速比と減速比を
設定することにより前記と同様の検知を行うことが可能
である。
１５ｂ、歯車１５ｃ、内歯歯車１５ｄ１のいずれかと、
入力歯車２２ａとの間にさらに他の歯車を介在させ、ま
たケース２１内においても、前記ウオームギヤ２２ｂと
ピニオンギヤ２３との間にさらに他の歯車を介在させて
もよい。いずれにせよ、前記のように増速比と減速比を
設定することにより前記と同様の検知を行うことが可能
である。
【００５２】前記検出ユニット２０から、ステアリング
軸１２の回転角度に応じた出力が得られるが、この回転
角度を自動車に搭載したマイクロコンピュータで処理す
ることにより、急カーブや急ハンドル操作のときのパワ
ーアシストモータ１７の制御やブレーキ制御が行われる
ようになる。
軸１２の回転角度に応じた出力が得られるが、この回転
角度を自動車に搭載したマイクロコンピュータで処理す
ることにより、急カーブや急ハンドル操作のときのパワ
ーアシストモータ１７の制御やブレーキ制御が行われる
ようになる。
【００５３】なお、本発明では、パワーアシスト回転体
である前記ウオームホイール１５の回転を取り出して検
出回転部材を回転させる構造であれば、図５に示す検出
ユニット２０以外の構造のものを使用してもよい。
である前記ウオームホイール１５の回転を取り出して検
出回転部材を回転させる構造であれば、図５に示す検出
ユニット２０以外の構造のものを使用してもよい。
【００５４】また図５に示す検出ユニット２０は、小型
であるため、ステアリング軸１２の回転角度の検出以外
の回転検出を必要とする箇所、例えば回転自在に支持さ
れたロボットアームなどの回転角度を検出するために用
いてもよい。
であるため、ステアリング軸１２の回転角度の検出以外
の回転検出を必要とする箇所、例えば回転自在に支持さ
れたロボットアームなどの回転角度を検出するために用
いてもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上のように本発明では、回転検出装置
を小型に構成でき、しかも被検出体である回転体の回転
角度と、装置内の検出回転部材の回転角度を１：１や整
数分の１の関係に設定できるようになる。
を小型に構成でき、しかも被検出体である回転体の回転
角度と、装置内の検出回転部材の回転角度を１：１や整
数分の１の関係に設定できるようになる。
【００５６】またステアリング軸の回転角度を検出する
にあたり、パワーアシスト回転体の配置領域を利用する
ことで、回転検出部材をステアリング軸に直接に設けな
くても回転検出が可能になり、ステアリング軸の周囲の
スペースを有効に使用することができる。
にあたり、パワーアシスト回転体の配置領域を利用する
ことで、回転検出部材をステアリング軸に直接に設けな
くても回転検出が可能になり、ステアリング軸の周囲の
スペースを有効に使用することができる。
【図１】本発明の回転検出装置の実装例として電動式パ
ワーステアリング制御装置の構成を示す概略正面図、
ワーステアリング制御装置の構成を示す概略正面図、
【図２】回転検出装置の配置例の第１の実施の形態を示
すものであり、Ａは正面図、Ｂはその底面図、
すものであり、Ａは正面図、Ｂはその底面図、
【図３】回転検出装置の配置例の第２の実施の形態を示
すものであり、Ａは正面図、Ｂはその底面図、
すものであり、Ａは正面図、Ｂはその底面図、
【図４】回転検出装置の配置例の第３の実施の形態を示
すものであり、Ａは正面図、Ｂはその底面図、
すものであり、Ａは正面図、Ｂはその底面図、
【図５】回転検出装置の主要部となる検出ユニットを示
すものであり、Ａは平面断面図、ＢはＡのＶ−Ｖ線断面
図、
すものであり、Ａは平面断面図、ＢはＡのＶ−Ｖ線断面
図、
【図６】検出ユニット内のマグネットと検出部材との配
置例を示す平面図、
置例を示す平面図、
【図７】回転検出出力の波形図、
【図８】従来の回転検出装置が設けられたステアリング
部の正面図、
部の正面図、
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリング軸（被検出体となる回転体）
１４ ステアリング出力部
１５ ウオームホイール（パワーアシスト回転体）
１５ｂ 平面歯車
１５ｃ 小径の歯車
１５ｄ１ 内歯歯車
２０ 検出ユニット
２１ ケース
２２ 検出軸
２２ａ 入力歯車
２２ｂ ウオームギヤ
２３ ピニオンギヤ
２３ｂ 検出回転部材
２５ 検出部材
２６ 制御部
Ｍ マグネット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F063 AA36 BA08 CA34 DC03 GA52
2F069 AA86 BB40 CC05 DD27 GG04
GG06 GG11 GG65 HH30 JJ10
JJ17 MM20
2F077 CC02 DD05 JJ01 JJ09 VV02
3D030 DB19
3D033 CA04 CA16 CA18 CA22 CA29
Claims (11)
- 【請求項１】 ケースと、前記ケースの内外に延びて回
転自在に支持された検出軸と、前記ケースの外に設けら
れて前記検出軸に固定された入力歯車と、前記ケース内
に設けられて前記検出軸の回転を減速させる減速機構
と、前記減速機構によって減速させられて回転する検出
回転部材と、前記検出回転部材の回転角度を検出する検
出部材と、が設けられていることを特徴とする回転検出
装置。 - 【請求項２】 前記減速機構は、前記検出軸によって回
転させられるウオームギヤと、このウオームギヤと噛み
合うピニオンギヤとを有している請求項１記載の回転検
出装置。 - 【請求項３】 被検出体である回転体から前記入力歯車
に回転が増速して与えられる増速機構が設けられてお
り、前記回転体からの回転力が、前記増速機構および前
記減速機構を経て前記検出回転部材に与えられて、前記
検出回転部材の回転角度が、前記回転体の回転角度の整
数分の１倍に設定されている請求項１または２記載の回
転検出装置。 - 【請求項４】 前記検出回転部材と前記回転体の回転角
度が１：１に設定されている請求項３記載の回転検出装
置。 - 【請求項５】 被検出体である前記回転体が、自動車の
ステアリング軸である請求項１ないし４のいずれかに記
載の回転検出装置。 - 【請求項６】 被検出体である前記回転体が、自動車の
ステアリング軸であり、前記ステアリング軸に、パワー
アシスト動力が与えられるアシスト回転体が設けられて
おり、このパワーアシスト回転体と共に回転する歯車に
前記入力歯車が噛み合って、前記増速機構が構成されて
いる請求項３または４記載の回転検出装置。 - 【請求項７】 自動車のステアリング軸に、パワーアシ
スト動力が与えられるパワーアシスト回転体が設けられ
ており、前記パワーアシスト回転体よって回転させられ
る検出軸と、前記検出軸によって回転させられる検出回
転部材と、前記検出回転部材の回転角度を検出する検出
部材と、が設けられていることを特徴とする回転検出装
置。 - 【請求項８】 前記パワーアシスト回転体に歯車が一体
に形成されており、前記検出軸に設けられた入力歯車が
前記歯車に噛み合っている請求項７記載の回転検出装
置。 - 【請求項９】 前記検出回転部材の回転角度が、ステア
リング軸の回転角度の整数分の１に設定されている請求
項７または８記載の回転検出装置。 - 【請求項１０】 前記検出回転部材の回転角度と、ステ
アリング軸の回転角度とが１：１に設定されている請求
項９記載の回転検出装置。 - 【請求項１１】 前記検出部材から、位相が相違する複
数の波形出力が得られる請求項１ないし１０のいずれか
に記載の回転検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141222A JP2003329436A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 回転検出装置 |
| US10/423,153 US7045998B2 (en) | 2002-05-16 | 2003-04-24 | Rotation detecting device |
| EP03010917A EP1362766B1 (en) | 2002-05-16 | 2003-05-15 | Rotation detecting device |
| DE60323291T DE60323291D1 (de) | 2002-05-16 | 2003-05-15 | Rotationsdetektionsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002141222A JP2003329436A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 回転検出装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007119383A Division JP4584954B2 (ja) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | 回転検出装置及びこれを用いた電動式パワーステアリング制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003329436A true JP2003329436A (ja) | 2003-11-19 |
Family
ID=29267808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002141222A Pending JP2003329436A (ja) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | 回転検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7045998B2 (ja) |
| EP (1) | EP1362766B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003329436A (ja) |
| DE (1) | DE60323291D1 (ja) |
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| US7159688B2 (en) | 2002-04-15 | 2007-01-09 | Nsk, Ltd. | Electric power steering device |
| US7204167B2 (en) | 2002-07-03 | 2007-04-17 | Nsk Ltd. | Motor-driven power steering apparatus |
| EP1813511A1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-08-01 | Mando Corporation | Electric power steering apparatus equipped with steering angle sensor |
| JP2008026039A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転角度検出装置 |
| JP2008151762A (ja) * | 2006-11-20 | 2008-07-03 | Nsk Ltd | 絶対舵角検出装置 |
| JP2010071852A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 回転検出装置 |
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|---|---|---|---|---|
| DE102004004024A1 (de) * | 2004-01-20 | 2004-11-18 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Lenkwinkelsensor |
| EP1706716B1 (de) * | 2004-01-20 | 2011-09-14 | Valeo Schalter und Sensoren GmbH | Vorrichtung zum bestimmen eines lenkwinkels und eines an einer lenkwelle ausgeübten drehmoments |
| FR2876972B1 (fr) * | 2004-10-25 | 2006-12-29 | Koyo Steering Europ K S E Soc | Procede pour la determination de la position angulaire du volant de conduite d'une direction assistee electrique de vehicule automobile |
| US20090278532A1 (en) * | 2005-09-02 | 2009-11-12 | Warren Gordon Pettigrew | Angular position sensing device |
| US20080307900A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-18 | Caterpillar Inc. | Self-contained wireless rotational speed sensing unit |
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