JP2003503695A - ホール効果センサ列を有するステアリングコラム - Google Patents

ホール効果センサ列を有するステアリングコラム

Info

Publication number
JP2003503695A
JP2003503695A JP2001506463A JP2001506463A JP2003503695A JP 2003503695 A JP2003503695 A JP 2003503695A JP 2001506463 A JP2001506463 A JP 2001506463A JP 2001506463 A JP2001506463 A JP 2001506463A JP 2003503695 A JP2003503695 A JP 2003503695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering column
elements
signal
torque
adder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001506463A
Other languages
English (en)
Inventor
ニコ、クリストフ
デビオル、パスカル
ペルー、フェルナン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN SNR Roulements SA
Original Assignee
Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Nouvelle de Roulements SNR SA filed Critical Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Publication of JP2003503695A publication Critical patent/JP2003503695A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、コラムの駆動軸にトルクを加える手動制御装置を有し、前記コラムは前記駆動軸に加えられたトルクを測定する手段を備え、加えられたトルクを測定する手段は磁気パルスを生成する手段と、これらのパルスを検知する素子とを備え、検出素子が複数の配列された感知要素からなる車両用ステアリングコラムに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は車両用ステアリングコラムの技術分野に関する。 従来、ステアリングコラムとは、ダッシュボードの下方において車体に固定さ
れ、ステアリングホイールに連結された駆動軸を案内し支持する管状要素を指す
。
【０００２】 またこのステアリングホイールは、操舵輪に連結され、車両を操舵するために
運転手によって使用される手動制御装置である。 本発明はまた分離型ステアリングコラムにも関する。従来のステアリングコラ
ムとは異なり、分離型ステアリングコラムは、ステアリングホイールの円運動を
、車輪の回転をもたらすステアリングアームの角度変位に変換するステアリング
ボックスと連動していない。
【０００３】 それどころか、分離型ステアリングのこれらの例においては、車両が実在のも
のか、シミュレーション装置に属するものであるかに関わらず、ステアリングホ
イールと地面上にある車輪との間に直接的な機械的連結は一切存在しない。
【０００４】 このシミュレーションは、自動車教習所における訓練に関連したゲームか、あ
るいは自動車製造業者の要求基準のための相互作用型運転シミュレーションに関
連したゲームを目的としたものでありうる。
【０００５】 このようなシミュレーション装置において、シミュレーションされるべき車両
の種類の関数としてステアリングホイール上に負荷トルクを発生するメカニズム
により、ステアリングホイールにおいて力を再構成することは、パワーステアリ
ングが装着されているか否かに関わらず、再現すべき運転条件を考慮しなければ
ならない。
【０００６】 従って、ステアリングホイールに作用するトルクの測定は、リアルタイムで良
好なシミュレーションを提供するために必要不可欠である。 ステアリングホイールシャフト上におけるトルクの測定は、サーボステアリン
グまたはパワーステアリングにおいても非常に重要である。
【０００７】 これは補助の度合いが、運転手がステアリングホイールに付与するトルクによ
って左右されることが多いためである。 サーボステアリングにおいて用いられるトルク計またはトルクセンサは、運転
手がステアリングホイールに付与し、車両ステアリングコラムの駆動軸に働く回
転トルクを示す信号を出力する。
【０００８】 従来であれば、この信号は、電気サーボステアリングの場合には、例えば電気
モータを制御することにより補助を制御するステアリング補助コンピュータに送
信される。
【０００９】 本発明は、より詳細には、「コーダ」と呼ばれる磁気パルス発生器と、磁気抵
抗型またはホール効果プローブ型の「センサ」と呼ばれる機能的に関連して検知
する素子とを有するステアリングコラムに関するが、これに限定されるものでは
ない。
【００１０】 ここで云う「ホール効果プローブ」とは、少なくとも１つのほぼウェーハー状
半導体の感知要素を備えるセンサを指す。センサに電流Ｉが流れるとき、この電
流に対して角度θをなす磁界Ｂに従って、電流Ｉ及び磁界Ｂに直交する方向に電
圧Ｖが生じ、この電圧の値はＶ＝Ｋ・Ｉ・Ｂ・ｓｉｎθとなる。尚、ここで、Ｋ
は「ホール定数」と呼ばれ、感知要素の材質及び形状に基づく特性を示す。Ｋは
温度とともに変化する。
【００１１】 ここで云う「磁気抵抗器」とは、磁界の強度を検知するバリスタのことであり
、言い換えれば、抵抗に流れる電流の方向に直交して与えられる単方向性磁界の
強度が変化すると抵抗値が変化する半導体材料にて形成された抵抗器のことであ
る。
【００１２】 ホールプローブは、得られる情報が起電力に関するものであるため、能動型セ
ンサと考えられる。 こうしたホールプローブが運動による変位を検知する目的で使用される場合、
誘導磁場を発生させる磁石は、測定される１次的な値により作用される検知体と
協働して、２次的な測定値、すなわち、プローブが直接検知する従来の誘導磁場
の垂直成分を変化させる。
【００１３】 センサ、例えばホール効果センサを備えたシャフトに作用するトルクを測定す
る装置が公知である。前記センサは急速に変化する磁気パターンから間隙を有し
て配置され、よってセンサはコーダの磁気誘導における変化を測定し、その後、
作用したトルクは前記センサから電子回路により導出される。
【００１４】 前記装置では、例えばコーダはステアリングコラムの一部に固定され、このコ
ラムはトルクの作用下においてセンサが連結された応力略不作用部分に対して移
動する。
【００１５】 このような装置には以下のような不都合がある。 ・センサの感度は温度の関数として変化し得る。これは、センサ及び磁石のず
れを考慮するためである。正確な補正原理は、磁石または適当な処理電子回路の
温度によるずれを部分的に補正するホール効果センサを使用することからなる。
この原理は、センサの感度のばらつき及び偏位ずれの観点から、作用に限界を有
する。 ・磁気的な外乱を一切なくすために、磁気遮蔽装置が使用されなければならな
い。 ・感知要素は、磁気的偏位を最小にするために、磁気移動部に対向して精密に
配置されなければならず、また、そこから生じる温度に関するずれをゼロにしな
ければならない。
【００１６】 本発明は、従来技術の装置における不都合を有さない、電磁気的な現象に基づ
いてトルクを測定する手段を備えるステアリングコラムに関する。
【００１７】 そのために、本発明は、コラムの駆動軸にトルクを加える手動制御装置を有し
、コラムは前記駆動軸に加えられたトルクを測定する手段を備え、加えられたト
ルクを測定する手段は磁気パルスを生成する手段と、これらのパルスを検知する
素子とを有し、該検出素子は、ホール効果プローブ、磁気抵抗器、及び大型磁気
抵抗器の内から選択される複数の配列された感知要素からなり、感知要素は互い
に等間隔に配置される車両用ステアリングコラムを提案する。
【００１８】 磁気パルス生成手段は、複数対の極からなり、うち任意の極がそれに隣接する
極に対して反対方向の磁性を有し、該極は間隙を考慮して、測定領域全体にわた
って正弦曲線の磁界を与えることができる。例えば、磁極の対の数は少なくとも
２である。
【００１９】 検出素子は感知要素と磁性パルス生成手段との間における相対的な運動を検知
する。 第１の実施例において、検出素子は偶数２Ｎ個の感知要素を備える。偶数個の
感知要素は、ＥＥＰＲＯＭ、ツェナーザッピング、または同等の型のプログラミ
ングにより選択される。
【００２０】 ２Ｎ個の感知要素のセットは、Ｎ個の要素を有する２つのサブセットに分割さ
れ、第１のサブセットの各感知要素は第１の加算器に接続され、第２のサブセッ
トの各感知要素は第２加算器に接続され、第１の加算器から生成される出力Ｓ1
は第３の加算器の入力部に接続され、第２の加算器から生成される出力Ｓ2はイ
ンバータを介して第３の加算器の入力部に接続され、得られた信号ＣＯＳ＝Ｓ1
−Ｓ2は回路によって処理されて、ステアリングコラムに加えられたトルクを導
出する。
【００２１】 別の実施例において、検出素子は４の倍数個の感知要素を備える。 ４Ｐ個の感知要素のセットは、Ｐ個の要素を有する４つのサブセットに分割さ
れる。すなわち、・Ｐ個の要素を有する第１のサブセットの各感知要素は信号Ｓ
１を与える第１の加算器に接続され、・Ｐ個の要素を有する第２のサブセットの
各感知要素は信号Ｓ２を与える第２の加算器に接続され、・Ｐ個の要素を有する
第３のサブセットの各感知要素は信号Ｓ’１を与える第３の加算器に接続され、
・Ｐ個の要素を有する第４のサブセットの各感知要素は信号Ｓ’２を与える第４
の加算器に接続される。
【００２２】 加算器及びインバータの回路は、それぞれ以下の値を有する２つの信号ＳＩＮ
及びＣＯＳを与える。 ・ＳＩＮ＝Ｓ１−Ｓ２−（Ｓ’１−Ｓ’２） ・ＣＯＳ＝Ｓ１＋Ｓ２−（Ｓ’１＋Ｓ’２） これらの信号ＳＩＮ及びＣＯＳは第５の加算器に接続され、よって得られた信
号ＳＣＯＵＰＬＥ＝ＳＩＮ＋ＣＯＳは回路により処理されて、ステアリングコラ
ムに加えられたトルクを導出する。
【００２３】 プログラム可能な利得Ｇが第５の加算器に接続される前の信号ＣＯＳ及び／ま
たは信号ＳＩＮに加えられる。利得Ｇは、コラムに加えられるトルクがゼロであ
る時にゼロ信号ＳＣＯＵＰＬＥが得られるようプログラムされる。
【００２４】 補足的な実施例においては、各感知要素から出力される信号は最大強度検知器
に入力される。最大強度検知器は、ステアリングコラムに加えられたトルクを温
度にほぼ関係なく検知するよう、調整器及び制御装置を経由して感知要素の感度
を制御する。
【００２５】 別例において、感知要素はＡＳＩＣ型の回路支持板上に組込まれ、また検出素
子はＡＳＩＣ型の専用集積回路に組込まれ得る。 磁気パルス生成手段は、トルクの作用下において変形されるステアリングコラ
ムの部分に対して固着される。検出素子は応力がほぼ作用しないステアリングコ
ラムの部分に対して取り付けられる。
【００２６】 本発明の他の目的及び利点は、以下の一実施例の記載においてに明らかとなる
であろう。前記記載は添付図面を参照して示される。 トルクを測定する手段を備えるステアリングコラムは駆動軸、「コーダ」と呼
ばれる磁気パルス生成手段、及び「センサ」と呼ばれるこれらのパルスを検知す
る素子を備える。
【００２７】 一実施例において、駆動軸は、屈曲部の下において作動する検知体により分断
されている。コーダは検知体においてトルクに起因した応力を受ける部分に、セ
ンサは検知体においてコーダから間隙を置き応力がほぼ作用しない部分に連結さ
れている。トルクが加えられると、コーダがセンサの正面において運動し、前記
運動はステアリングコラムに加えられたトルクの関数である。
【００２８】 図１は、コーダの一対の極２，３に対する磁界Ｂの、例えば垂直成分の一周期
１を示す。 検出素子４は、偶数２Ｎ個の磁気抵抗器またはホール効果プローブ型の感知要
素５を互いに等間隔ｄを置いて備える。これらの感知要素５は、直線Ｄにほぼ沿
って配置され、例えば、感知要素５は直線に近似され得る円弧上に配置されても
よい。
【００２９】 この実施例においては、２４個の感知要素５が設けられている。 この配置は、長さ（２Ｎ−１）ｄを有する感知要素５の直線配列６を定義する
。 例えば、直線配列６に面して配置された多極磁性部材の角度位置のような情報
を得るために、検出素子は異なる感知要素５から送信されるアナログ信号を処理
することを可能にする電子回路７も備える。
【００３０】 特定用途向けの専用集積回路を形成するために、検出素子はシリコンまたは同
等物、例えばガリウム砒素（ＡｓＧａ）で形成された基板上に組込まれ得る。前
記回路は時として、部分的または完全に必要条件に従って設計された集積回路を
指す語であるＡＳＩＣと呼ばれる。
【００３１】 多極磁性部材は、任意の極がそれに隣接する極に対して反対方向の磁性を有す
る２対の磁極を備える。間隙における磁気誘導は、測定領域全体にわたって正弦
曲線形状に連合され得り、従って、エッジ効果による変形を有さない。これは、
２つの付加的な極が存在し、エッジ効果を測定領域の外に押し戻すことを可能に
するためである。磁界の磁気周期は間隙において与えられる正弦波の周期として
定義される。
【００３２】 示される実施例において、感知要素５の直線配列６は、１つの完全な磁気周期
をカバーする。 別例において、感知要素５の直線配列６は、１つ以上の磁気周期を検知し、感
知要素５の直線配列６の長さは、例えばＥＥＰＲＯＭまたはツェナーザッピング
型のプログラミングにより、２Ｎ個の中から用いられる２Ｍ個の要素に短縮され
てもよい（ＭはＮより小さい）。
【００３３】 ここで云う、ＥＥＰＲＯＭとは電子的に消去及び再プログラム可能なメモリを
指し、各セルは、例えば、ＭＮＯＳまたはＤＩＦＭＯＳトランジスタまたはこれ
に相当する読み出し及び書き込みトランジスタ、ＭＮＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｎｉｔ
ｒｉｄｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ、及びＭＯ
Ｓトランジスタの派生物が半導体メモリを形成したものから構成される。
【００３４】 ツェナーザッピングとは、ツェナー調整、すなわち、強度の増大する複数の定
常電流源の供給を受ける逆バイアス電圧がかけられたツェナーダイオードを選択
的に短絡させることにより、任意のバイナリー入力語についてデ−デジタイザに
よって供給される電圧におけるあらゆる誤差を補正することを云う。このように
して得られた回路の全体の強度により抵抗器の端子において必要な補正電圧が生
成される。
【００３５】 図２に示す実施例において、感知要素５はＮ個の要素からなる２つのサブセッ
ト８，９に分割される。 第１のサブセット８の各感知要素５は、増幅器などの第１の加算器すなわち加
算回路１０に接続され、Ｎ個の第１の要素５から生ずる信号Ｓｅ１，Ｓｅ２，．
．．，ＳｅＮを加え合わせる。
【００３６】 同様に、第２のサブセット９の各感知要素５は増幅器などの第２の加算器すな
わち加算回路１１に接続され、残りのＮ個の感知要素から生ずる信号Ｓｅ（Ｎ＋
１），Ｓｅ（Ｎ＋２），Ｓｅ（Ｎ＋３），．．．，Ｓｅ２Ｎを加え合わせる。 従って下記２つの総和信号が得られる。 Ｓ１＝Ｓｅ１＋．．．＋ＳｅＮ Ｓ２＝Ｓｅ（Ｎ＋１）＋．．．＋Ｓｅ２Ｎ
【００３７】 第１の加算手段の出力Ｓ１、及びインバータ１２を介した、第２の加算手段の
出力Ｓ２は、第３の加算手段すなわち加算回路１３の入力部に入力される。 この第１実施例において、感知要素５の直線配列６は、トルクがゼロである場
合において、磁性部材に対向し、かつ磁性の遷移に対して中央に適当に配置され
、不十分な機械的位置決めに関連する信号の位相ずれがゼロになる。
【００３８】 ここで、信号は、Ｓｅ１＝ｓｉｎ（ωｔ−α／２） Ｓｅ２＝．．． ・・・ Ｓｅ（２Ｎ−１）＝．．． Ｓｅ２Ｎ＝ｓｉｎ（ωｔ−（１／２＋２Ｎ−１）α） とする。αは２個の感知要素５の間における位相差（α＝π／２Ｎ・Ｌｐ０／Ｌ
ｐ）であって、長さＬｐ０＝２Ｎｄ及びＬｐは、読み取り半径を考慮して測定さ
れた磁極の長さとして定義されるセンサの極長さである。
【００３９】 従って第３の加算手段１３の出力部において正弦曲線信号が現れる。すなわち
、Ｓ１−Ｓ２（以下ＣＯＳと呼ぶ）。 感知要素５の直線配列６の前に位置する磁性部材の運動の関数として生成され
た信号Ｓ１−Ｓ２における変動はゼロを中心とした正弦曲線である（図２参照）
。
【００４０】 トルク測定範囲に適当である屈曲をもって稼動する検知体の剛性度を選択する
ことにより、ステアリングコラムに加えられるトルクの関数としてほぼ直線の出
力が得られる（図２参照）。
【００４１】 磁気偏位は検知された信号Ｓ１及び信号Ｓ２に加えられる直流成分に対応する
。しかしながら、磁気偏位、すなわち磁気的外乱は全ての感知要素５にわたって
均一にされるものとし、減算Ｓ１−Ｓ２は磁気偏位に関する直流成分を一切有さ
ない。
【００４２】 本実施例の別例（示されていない）においては、第１の加算手段の出力Ｓ１及
び第２の加算手段の出力Ｓ２は付加的な加算手段に入力されて信号ＳＩＮ＝Ｓ１
＋Ｓ２を生成する。
【００４３】 磁性部材に対向する感知要素５の直線配列６の正確な配置を不要にする手段は
、プログラム可能な利得Ｇを用いて信号ＳＩＮ及びＣＯＳの２つの信号のうち一
方を増幅することにより、信号ＳＩＮ及びＣＯＳの直線的な組合せを形成するこ
とである。この取り組みは、第２の実施例に関する以下の記載において詳細に説
明される。
【００４４】 しかしながら、信号ＳＩＮは、Ｓ１とＳ２との合計により得られるので、加え
られるトルクの関数である得られた信号は、コーダの磁気偏位からも、また外乱
による磁気偏位からも解放されていない。
【００４５】 図３に示された第２実施例において、磁気偏位がなく、かつ加えられるトルク
の関数である信号を使用するとき、磁性部材に対向する感知要素５の直線配列６
を正確に位置決めする必要がなくなる。
【００４６】 感知要素５の直線配列６は４つのＰ個の感知要素を有する部分に分割され、加
算増幅器に基づく電子回路は、４Ｐ個の感知要素直線配列のＰ個の感知要素の第
１、第２、第３及び第４のサブセットから生成される信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ’１，
Ｓ’２を得ることを可能にする。
【００４７】 従って、例えば加算増幅器及びインバータに基づく電子回路を使用して形成さ
れるアナログ信号は以下の通りである。 ＳＩＮ＝Ｓ１−Ｓ２−（Ｓ’１−Ｓ’２） ＣＯＳ＝Ｓ１＋Ｓ２−（Ｓ’１＋Ｓ’２） 信号ＳＩＮ及びＣＯＳは次式で与えられる。
【式１】 本実施例において記載される検出素子は、コーダの正面にあるセンサの配置に
関係なく、完全な矩象にある２つの正弦曲線信号ＳＩＮ及びＣＯＳを発信する。
これらの信号は４分割の減算により得られるので、磁気偏位を有さない。
【００４８】 トルク測定範囲に適当である屈曲をもって稼動する検知体の剛性度を選択する
ことにより、信号ＳＩＮまたは信号ＣＯＳまたは、それら２つの組合せを有する
ステアリングコラムに加えられるトルクの関数として、ほぼ直線の出力が得られ
る。
【００４９】 図４ａ〜４ｅにおいて、これら２つの信号における変化を加えられるトルク及
び／またはコーダの前におけるセンサの位置決め不良の関数として示したベクト
ル表示が示される。
【００５０】 これらの図において、検知軸は軸０ｘに相当し、測定値はこの軸上におけるベ
クトルの投影に相当する。 図４ａ及び図４ｂは、感知要素５の直線配列６が、トルクがゼロである状態に
おいて、センサに対向して配置されている場合に相当する。
【００５１】 トルクがゼロである状態において、信号ＳＣＯＵＰＬＥ＝ＳＩＮ＋ＣＯＳの検
知軸に沿った成分はゼロである（図４ａ参照）。従って、軸０ｘと信号ＳＩＮの
ベクトル表示との間において測定される角度θ0 は４５°に等しい。
【００５２】 ステアリングコラムにトルクが加えられると、コーダはセンサに対して運動し
、信号ＳＩＮ及びＣＯＳのベクトル表示において角度βの回転を生じる（図４ｂ
参照）。よって、信号ＳＣＯＵＰＬＥの検知軸に沿った成分は、もはやゼロでは
なく、ステアリングコラムに作用するトルクの関数となる。
【００５３】 コーダに対向するセンサの位置決めが不十分な場合、角度θ0 における信号Ｓ
ＩＮ及びＣＯＳのベクトル表示は、この位置決め不良に相当する４５°とは異な
る値θに等しい。よって、信号ＳＣＯＵＰＬＥの検知軸に沿った成分は、トルク
がゼロである状態において、もはやゼロではないことが分かる（図４ｃ参照）。
この状態はセンサのゼロ状態が偏位することに相当する。
【００５４】 この問題から解放されるための手段は、プログラム可能な利得Ｇを用いて、信
号ＳＩＮ及び／または信号ＣＯＳを増幅し、加算手段を用いてこれらの増幅され
た信号の和を生成することである。
【００５５】 例えば、信号ＣＯＳのみが増幅される場合、作用トルクを測定するために用い
られる信号はＳＣＯＵＰＬＥ＝ＳＩＮ＋Ｇ・ＣＯＳである。 利得Ｇは角度θの関数としてプログラムされ、それにより信号ＳＣＯＵＰＬＥ
の検知軸に沿った成分はゼロになる（図４ｄ参照）。
【００５６】 ステアリングコラムにトルクが作用すると、コーダはセンサに対して相対的に
移動し、信号ＳＩＮ及びＣＯＳのベクトル表示において角度βの回転を生じる（
図４ｅ参照）。よって、信号ＳＣＯＵＰＬＥの検知軸に沿った成分は、もはやゼ
ロではなく、ステアリングコラムに作用するトルクの関数となる。
【００５７】 従って、感知要素５の直線配列６を磁性部材に対向して、例えば、４５°の電
気的角度に相当する位置付近において大まかに位置決めし、次に、トルクがゼロ
の状態において信号ＳＣＯＵＰＬＥ＝ＳＩＮ＋Ｇ・ＣＯＳの検知された成分がゼ
ロとなるようプログラムして利得Ｇを調整することにより、ゼロ点は調整される
。
【００５８】 上述した２つの実施例の別例において、ステアリングコラムに連結されている
トルクセンサは、温度に依存しないアナログ信号を出力する。 実際には、温度が変化すると、コーダにより与えられる磁界の振幅は、フェラ
イトの場合で、１００°Ｃにつき２０％変化する。その結果、センサの感度も変
化する。
【００５９】 温度によるドリフトをなくすために、各感知要素５から生成される信号は、最
大信号を選択することが可能な検知手段１４に入力される（図５参照）。磁界の
最大値は、要素間の距離ｄの関数である精度をもって公知である。さらに、コー
ダに対向するセンサがどのように配置されていても、常に感知要素５は最大磁界
を発生させることが可能である。
【００６０】 次に、直線配列６により読み取られる磁界の振幅は、感知要素５に流される電
流を調整するループを使用して調整される。前記ループは、例えば調整器１５及
び流される電流を制御する手段１６を備える。各感知要素５より送信される信号
は、その振幅が一定な既知の固定値において維持される正弦曲線の一部に相当す
る。
【００６１】 センサの出力は、その振幅が一定である正弦曲線信号であり、従って、センサ
は温度に対して反応しない。 より一般的に云えば、上述した素子はセンサの出力において、間隙のばらつき
に依存しない信号を得ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】コーダの１対の極及びコーダによって与えられる作用間隙における
ほぼ正弦曲線状の誘導磁場を示す部分概略図。
【図２】本発明に基づく検出素子の一実施形態を示す図。
【図３】本発明に基づく検出素子の第２の実施形態を示す図。
【図４ａ】 加えられるトルク及び／またはコーダの前に位置するセンサの
位置決め不良の関数として与えられる信号における変化のベクトルを示す図。
【図４ｂ】 加えられるトルク及び／またはコーダの前に位置するセンサの
位置決め不良の関数として与えられる信号における変化のベクトルを示す図。
【図４ｃ】 加えられるトルク及び／またはコーダの前に位置するセンサの
位置決め不良の関数として与えられる信号における変化のベクトルを示す図。
【図４ｄ】 加えられるトルク及び／またはコーダの前に位置するセンサの
位置決め不良の関数として与えられる信号における変化のベクトルを示す図。
【図４ｅ】 加えられるトルク及び／またはコーダの前に位置するセンサの
位置決め不良の関数として与えられる信号における変化のベクトルを示す図。
【図５】 供給されるアナログ信号において、温度及び間隙のばらつきの影
響をなくすことが可能な装置を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペルー、フェルナン フランス国 Ｆ−74540 アルビ−シュー ル−シェラン エリ シュール アルビ Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB05 AC04 BA03 3D030 DC27 DC39

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コラムの駆動軸にトルクを加える手動制御装置を有し、前記
    コラムは前記駆動軸に加えられたトルクを測定する手段を備え、加えられたトル
    クを測定する手段は磁気パルスを生成する手段と、これらのパルスを検知する素
    子（４）とを備えるステアリングコラムにおいて、検出素子（４）が複数の配列
    された感知要素（５）からなることを特徴とする車両用ステアリングコラム。
  2. 【請求項２】 複数の配列された感知要素（５）がホール効果プローブ、磁
    気抵抗器、及び大型磁気抵抗器からなる群から選択されることを特徴とする請求
    項１に記載の車両用ステアリングコラム。
  3. 【請求項３】 感知要素（５）が互いに対して等間隔に配置されることを特
    徴とする請求項１または２に記載の車両用ステアリングコラム。
  4. 【請求項４】 磁気パルス生成手段が、多数対の磁極からなり、うち任意の
    極がそれに隣接する極に対して反対方向の磁性を有し、磁極は間隙を考慮して、
    測定領域全体にわたって正弦曲線の磁界を生成することができることを特徴とす
    る請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用ステアリングコラム。
  5. 【請求項５】 磁極の対の数が少なくとも２であることを特徴とする請求項
    ４に記載の車両用ステアリングコラム。
  6. 【請求項６】 検出素子（４）が、感知要素（５）と磁性パルス生成手段と
    の間における相対的な運動を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
    か１項に記載の車両用ステアリングコラム。
  7. 【請求項７】 検出素子（４）が偶数２Ｎ個の感知要素を備えることを特徴
    とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用ステアリングコラム。
  8. 【請求項８】 偶数個の感知要素（５）が、ＥＥＰＲＯＭ、ツェナーザッピ
    ング、または同等の型のプログラミングにより選択されることを特徴とする請求
    項７に記載の車両用ステアリングコラム。
  9. 【請求項９】 ２Ｎ個の感知要素（５）のセットが、Ｎ個の要素を有する２
    つのサブセット（８，９）に分割され、第１のサブセット（８）の各感知要素（
    ５）は第１の加算器（１０）に接続され、第２のサブセット（９）の各感知要素
    （５）は第２加算器（１１）に接続され、第１の加算器から生成される出力Ｓ1
    は第３の加算器（１３）の入力部に入力され、第２の加算器から生成される出力
    Ｓ2はインバータ（１２）を介して第３の加算器（１３）の入力部に入力され、
    よって得られた信号ＣＯＳ＝Ｓ1−Ｓ2は回路により処理されて、ステアリングコ
    ラムに作用するトルクを導出することを特徴とする請求項７または８に記載の車
    両用ステアリングコラム。
  10. 【請求項１０】 検出素子（４）が４の倍数個の感知要素（５）を備えるこ
    とを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車両用ステアリングコラ
    ム。
  11. 【請求項１１】 ４Ｐ個の感知要素のセットが、Ｐ個の要素を有する４つの
    サブセットに分割され、 ・Ｐ個の要素を有する第１のサブセットの各感知要素は信号Ｓ1を与える第１
    の加算器に接続され、 ・Ｐ個の要素を有する第２のサブセットの各感知要素は信号Ｓ2を与える第２
    の加算器に接続され、 ・Ｐ個の要素を有する第３のサブセットの各感知要素は信号Ｓ’1を与える第
    ３の加算器に接続され、 ・Ｐ個の要素を有する第４のサブセットの各感知要素は信号Ｓ’2を与える第
    ４の加算器に接続され、 加算器及びインバータの回路は、 ・ＳＩＮ＝Ｓ1−Ｓ2−（Ｓ’1−Ｓ’2） ・ＣＯＳ＝Ｓ1＋Ｓ2−（Ｓ’1＋Ｓ’2） の値を有する２つの信号ＳＩＮ及びＣＯＳをそれぞれ与え、 これらの信号ＳＩＮ及びＣＯＳは第５の加算器に入力され、よって得られた信
    号ＳＣＯＵＰＬＥ＝ＳＩＮ＋ＣＯＳは回路により処理されて、ステアリングコラ
    ムに作用するトルクを導出することを特徴とする請求項１０に記載の車両用ステ
    アリングコラム。
  12. 【請求項１２】 第５の加算器に接続される前に、プログラム可能な利得Ｇ
    が、信号ＣＯＳ及び／または信号ＳＩＮに加えられることを特徴とする請求項１
    １に記載の車両用ステアリングコラム。
  13. 【請求項１３】 利得Ｇは、コラムに加えられるトルクがゼロである時にゼ
    ロ信号ＳＣＯＵＰＬＥを得るようプログラムされることを特徴とする請求項１２
    に記載の車両用ステアリングコラム。
  14. 【請求項１４】 各感知要素（５）から生成される信号は最大強度検知器（
    １４）に入力され、最大強度検知器は、ステアリングコラムに加えられたトルク
    を温度にほぼ関係なく検知するよう、調整器（１５）及び制御装置（１６）を経
    由して感知要素の感度を制御することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか
    １項に記載の車両用ステアリングコラム。
  15. 【請求項１５】 感知要素（５）がＡＳＩＣ型の回路支持板上に組込まれる
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の車両用ステアリング
    コラム。
  16. 【請求項１６】 検出素子（４）がＡＳＩＣ型の専用集積回路に組込まれる
    ことを特徴とする請求項１乃至１５に記載の車両用ステアリングコラム。
  17. 【請求項１７】 磁気パルス生成手段が、ステアリングコラムにおいて加え
    られたトルクの作用下で変形される部分に固着されることを特徴とする請求項１
    乃至１６に記載の車両用ステアリングコラム。
  18. 【請求項１８】 検出素子（４）がステアリングコラムにおいて応力がほぼ
    作用しない部分に取り付けられることを特徴とする請求項１乃至１７に記載の車
    両用ステアリングコラム。
JP2001506463A 1999-06-24 2000-05-31 ホール効果センサ列を有するステアリングコラム Pending JP2003503695A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR99/08086 1999-06-24
FR9908086A FR2795376B1 (fr) 1999-06-24 1999-06-24 Colonne de direction a barrette de hall
PCT/FR2000/001509 WO2001001096A1 (fr) 1999-06-24 2000-05-31 Colonne de direction a barrette de hall

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003503695A true JP2003503695A (ja) 2003-01-28

Family

ID=9547259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001506463A Pending JP2003503695A (ja) 1999-06-24 2000-05-31 ホール効果センサ列を有するステアリングコラム

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1108201A1 (ja)
JP (1) JP2003503695A (ja)
FR (1) FR2795376B1 (ja)
WO (1) WO2001001096A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2862382B1 (fr) * 2003-11-18 2006-06-02 Roulements Soc Nouvelle Systeme capteur de couple absolu de torsion et module le comprenant
DE102010020088B4 (de) * 2010-05-10 2013-06-27 Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines steuerbaren Energieabsorbers

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02141616A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Copal Co Ltd 相対変位検出装置
JPH03118435A (ja) * 1989-10-02 1991-05-21 Hitachi Ltd 電動式パワーステアリング装置
JPH0677557A (ja) * 1992-07-30 1994-03-18 Mitsubishi Electric Corp 混成集積回路装置
JPH08278211A (ja) * 1995-04-06 1996-10-22 Koyo Seiko Co Ltd トルクセンサ
JPH0943072A (ja) * 1995-07-28 1997-02-14 Nissan Motor Co Ltd 力学量センサ
JPH10160512A (ja) * 1996-12-04 1998-06-19 Mitsutoyo Corp 磁気エンコーダ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2692986B1 (fr) * 1992-06-26 1994-08-19 Roulements Soc Nouvelle Dispositif de mesure d'un couple de torsion sur un arbre tournant.
FR2761470B1 (fr) * 1997-03-28 1999-04-30 Roulements Soc Nouvelle Dispositif de mesure d'un couple sur un arbre tournant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02141616A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Copal Co Ltd 相対変位検出装置
JPH03118435A (ja) * 1989-10-02 1991-05-21 Hitachi Ltd 電動式パワーステアリング装置
JPH0677557A (ja) * 1992-07-30 1994-03-18 Mitsubishi Electric Corp 混成集積回路装置
JPH08278211A (ja) * 1995-04-06 1996-10-22 Koyo Seiko Co Ltd トルクセンサ
JPH0943072A (ja) * 1995-07-28 1997-02-14 Nissan Motor Co Ltd 力学量センサ
JPH10160512A (ja) * 1996-12-04 1998-06-19 Mitsutoyo Corp 磁気エンコーダ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001001096A1 (fr) 2001-01-04
EP1108201A1 (fr) 2001-06-20
FR2795376A1 (fr) 2000-12-29
FR2795376B1 (fr) 2001-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6700367B1 (en) Bearing equipped with magnetic encoder and sensor including aligned sensing elements
KR101721087B1 (ko) 다중-주기 절대 위치 센서
US8115479B2 (en) Rotation-angle-detecting apparatus, rotating machine, and rotation-angle-detecting method
US9851221B2 (en) Hall sensor insensitive to external magnetic fields
CN108291799B (zh) 角度检测装置及电动助力转向装置
JP6074988B2 (ja) 回転磁気検出回路および回転磁気センサ
US11180193B2 (en) Sensor device
US11346688B2 (en) Magnetic field sensors for detecting absolute position of multi-track targets
JP5656900B2 (ja) 回転角計測装置及びこの回転角計測装置を備えた回転機械
US20020035877A1 (en) Rotational angle detecting device torque detecting device and steering apparatus
US20190157995A1 (en) Magnetic pole direction detection device
US20190277659A1 (en) System for determining at least one rotation parameter of a rotary member
JP5948100B2 (ja) トルクセンサ
US6456913B1 (en) Steering column with hall linear array
JP5170457B2 (ja) 角度検出装置
JP2003503695A (ja) ホール効果センサ列を有するステアリングコラム
US20090278530A1 (en) Sensor system
JP2019120544A (ja) トルクセンサ
US6405605B1 (en) Hall strip torque sensor
JP4506960B2 (ja) 移動体位置検出装置
US11953395B2 (en) Magnetic field differential linear torque sensor
JP5071742B2 (ja) トルク検出装置
JPH07174583A (ja) 磁気センサおよび磁気センサを搭載したモータ
JP5407077B2 (ja) トルクセンサ及びトルク検出方法
JP5012654B2 (ja) 磁気回転センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070530

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091201

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100225

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100304

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100727