JP2005195362A - Rotation angle detector and torque detector - Google Patents

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Yoshitomo Tokumoto
欣智 徳本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detector capable of determining a trouble by only output signals. <P>SOLUTION: In this rotation angle detector, the first and second targets 3b, 3c mutually prime in their numbers are provided respectively in rotors 12b, 12c rotated coaxially, and a plurality of respective detection means C, D, E, F arranged respectively opposedly to the targets 3b, 3c to output detection signals different each other in phases in response to respective positions of the targets 3b, 3c, according to rotation of the rotors 12b, 12c, detect rotation angles of the rotors 12b, 12c, based on the detection signals output respectively. The rotation angle detector is provided with a map 15 for storing values taken respectively by the plurality of detection signals output from the plurality of detection means (C, D or E, F), and for storing a prescribed range including the values, as a combination correlated to a mutual relation of the plurality of detection signals, and a means for determining the propriety of including the combination of the detection signals output respectively from the plurality of detection means (C, D or E, F), in the map 15. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回転体に設けられた1又は複数の第1ターゲットと、第1ターゲットの個数と互いに素である個数が回転体に設けられた第2ターゲットと、第1ターゲット及び第2ターゲットにそれぞれ対向配置され、回転体が回転するに従って、第1ターゲット及び第2ターゲットの各位置に応じてそれぞれ互いに位相が異なる検出信号を出力する各複数の検出手段とを備え、検出手段がそれぞれ出力した検出信号に基づき、回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置及びこの回転角度検出装置を備えるトルク検出装置に関するものである。   The present invention provides one or a plurality of first targets provided on a rotating body, a second target provided on the rotating body with a number that is relatively prime to the number of first targets, and the first target and the second target. And a plurality of detection means that output detection signals having different phases according to the positions of the first target and the second target as the rotating body rotates. The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotating body based on a detection signal, and a torque detection device including the rotation angle detection device.

自動車用の舵取装置に、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電動パワーステアリング装置がある。これは、操舵部材(ステアリングホイール)に繋がる入力軸と、ピニオン及びラック等により操向車輪に繋がる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結する連結軸とを備え、連結軸に生じる捩れ角度によって、トルクセンサが入力軸に加わる操舵トルクを検出し、トルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、出力軸に連動する操舵補助用の電動モータを駆動制御するものであり、回転角度検出装置及びトルクセンサ(トルク検出装置)を必要としている。   There is an electric power steering device that reduces the burden on a driver by driving an electric motor to assist steering by an automobile steering device. This includes an input shaft connected to the steering member (steering wheel), an output shaft connected to the steering wheel by a pinion and a rack, etc., and a connecting shaft that connects the input shaft and the output shaft. The torque sensor detects a steering torque applied to the input shaft, and drives and controls a steering assisting electric motor linked to the output shaft based on the steering torque detected by the torque sensor. (Torque detection device) is required.

本願出願人は、操舵部材に連結された第1軸、及び舵取機構に連結された第2軸が連結軸により連結され、第1軸及び第2軸にそれぞれ回転体が同軸に設けられ、回転体にそれぞれ1又は複数のターゲットが設けられ、ターゲットにそれぞれ対向配置された2つの検出手段が、回転体が回転するに従って、ターゲットの位置に応じて互いに位相が異なる検出信号を出力し、検出手段がそれぞれ出力した検出信号に基づき、第1軸に加わる操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じて操舵補助すると共に、検出信号毎の極大値及び極小値の差を求める手段と、その求めた検出信号毎の差を相互に比較する手段と、その比較結果に基づき検出手段の何れかが故障しているか否かを判定する故障判定手段とを備える電動パワーステアリング装置を、特願2002−149820において提案している。
特開2003−83823号公報
The applicant of the present application is that the first shaft connected to the steering member and the second shaft connected to the steering mechanism are connected by the connecting shaft, and the rotating body is provided coaxially on the first shaft and the second shaft, One or a plurality of targets are provided on each rotator, and two detection means arranged opposite to each target output detection signals whose phases differ from each other according to the position of the target as the rotator rotates. A means for detecting a steering torque applied to the first shaft based on the detection signal output by each means, assisting the steering in accordance with the detected steering torque, and obtaining a difference between the maximum value and the minimum value for each detection signal; An electric power steering apparatus comprising means for comparing the obtained differences for each detection signal with each other and failure determination means for determining whether any of the detection means has failed based on the comparison result A, it has been proposed in Japanese Patent Application No. 2002-149820.
JP 2003-83823 A

従来の上述した電動パワーステアリング装置等の回転角度検出装置及びトルク検出装置では、検出手段の故障は、操舵部材の操作に伴う検出信号の値(例えば、極大値、極小値、交点等)を監視して行き、所定の条件になったときに、故障の判定を行っていた。その為、操舵部材が操作されないときは、出力信号のみで検出手段の故障を判定することは出来ないという問題があった。   In the conventional rotation angle detection device and torque detection device such as the electric power steering device described above, the failure of the detection means monitors the value of the detection signal (for example, the maximum value, the minimum value, the intersection, etc.) accompanying the operation of the steering member. When a predetermined condition was met, a failure was determined. Therefore, there is a problem that when the steering member is not operated, it is impossible to determine the failure of the detection means only by the output signal.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第1発明では、操舵部材が操作されないときでも、出力信号のみで検出手段の故障を判定することが出来る回転角度検出装置を提供することを目的とする。
第2発明では、操舵部材が操作されないときでも、出力信号のみで検出手段の故障を判定することが出来るトルク検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the circumstances as described above. In the first invention, a rotation angle detection device capable of determining a failure of a detection means only by an output signal even when a steering member is not operated. The purpose is to provide.
It is an object of the second invention to provide a torque detection device that can determine a failure of a detection means only by an output signal even when a steering member is not operated.

第1発明に係る回転角度検出装置は、回転体に設けられた1又は複数の第1ターゲットと、該第1ターゲットの個数と互いに素である個数が前記回転体又は該回転体と同軸的に回転する他の回転体に設けられた第2ターゲットと、前記第1ターゲット及び第2ターゲットにそれぞれ対向配置され、前記回転体が回転するに従って、前記第1ターゲット及び第2ターゲットの各位置に応じてそれぞれ互いに位相が異なる検出信号を出力する各複数の検出手段とを備え、該検出手段がそれぞれ出力した検出信号に基づき、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置において、前記複数の検出手段が出力した複数の検出信号がそれぞれ取るべき値とその値を含む所定範囲とを、前記複数の検出信号の相互関係に対応させた組合わせとして記憶するマップと、前記複数の検出手段がそれぞれ出力した検出信号の組合わせが、前記マップに含まれるか否かを判定する手段とを備え、該手段が含まれないと判定したときは、前記複数の検出手段の何れかが故障であると判定すべくなしてあることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotation angle detection device, wherein one or a plurality of first targets provided on a rotating body and a number that is relatively prime to the number of the first targets are coaxial with the rotating body or the rotating body. According to each position of the 1st target and the 2nd target arranged so that the 2nd target provided in the other rotating body to rotate, and the 1st target and the 2nd target, respectively, and the rotating body rotates A plurality of detection means for outputting detection signals having different phases from each other, and a rotation angle detection device for detecting a rotation angle of the rotating body based on the detection signals output by the detection means. A value to be taken by each of the plurality of detection signals output from the detection means and a predetermined range including the value are described as a combination corresponding to the mutual relationship of the plurality of detection signals. And a means for determining whether or not a combination of detection signals output from each of the plurality of detection means is included in the map. It is characterized in that any one of the detection means is determined to be a failure.

第2発明に係るトルク検出装置は、連結軸により連結された第1軸及び第2軸にそれぞれ回転体が同軸に設けられ、該回転体にそれぞれ1又は複数のターゲットが設けられ、該ターゲットにそれぞれ対向配置された複数の検出手段が、前記回転体が回転するに従って、前記ターゲットの位置に応じて互いに位相が異なる検出信号を出力し、前記検出手段がそれぞれ出力した検出信号に基づき、前記第1軸又は第2軸に加わるトルクを検出するトルク検出装置において、前記複数の検出手段が出力した複数の検出信号がそれぞれ取るべき値とその値を含む所定範囲とを、前記複数の検出信号の相互関係に対応させた組合わせとして記憶するマップと、前記複数の検出手段がそれぞれ出力した検出信号の組合わせが、前記マップに含まれるか否かを判定する手段とを備え、該手段が含まれないと判定したときは、前記複数の検出手段の何れかが故障であると判定すべくなしてあることを特徴とする。   In the torque detector according to the second aspect of the present invention, a rotating body is provided coaxially on each of the first shaft and the second shaft connected by a connecting shaft, and each of the rotating bodies is provided with one or a plurality of targets. A plurality of detection means arranged opposite to each other outputs detection signals having different phases according to the position of the target as the rotating body rotates, and the detection means outputs the detection signals based on the detection signals output by the detection means. In the torque detection device for detecting the torque applied to one axis or the second axis, a value to be taken by each of the plurality of detection signals output from the plurality of detection means and a predetermined range including the value are represented by the plurality of detection signals. Whether the map includes a map stored as a combination corresponding to the mutual relationship and a combination of detection signals output from the plurality of detection means, respectively. Determining and means, when it is determined not include said means is characterized in that one of said plurality of detecting means are no order to determine that the malfunction.

第1発明に係る回転角度検出装置によれば、回転体が回転しないときでも、出力信号のみで検出手段の故障を判定することが出来る回転角度検出装置を実現することが出来る。また、検出手段の断線、地絡又は中間の故障のみでなく、検出手段の劣化による出力信号波形の規格外れをも検出することが出来る。   According to the rotation angle detection device according to the first aspect of the present invention, it is possible to realize a rotation angle detection device that can determine the failure of the detection means only by the output signal even when the rotating body does not rotate. Further, not only disconnection of the detection means, ground fault or intermediate failure, but also nonstandard output signal waveform due to deterioration of the detection means can be detected.

第2発明に係るトルク検出装置によれば、回転体が回転しないときでも、出力信号のみで検出手段の故障を判定することが出来るトルク検出装置を実現することが出来る。また、検出手段の断線、地絡又は中間の故障のみでなく、検出手段の劣化による出力信号波形の規格外れをも検出することが出来る。   According to the torque detection device of the second invention, it is possible to realize a torque detection device that can determine the failure of the detection means only by the output signal even when the rotating body does not rotate. Further, not only disconnection of the detection means, ground fault or intermediate failure, but also nonstandard output signal waveform due to deterioration of the detection means can be detected.

以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る回転角度検出装置及びトルク検出装置の実施の形態の要部構成を示す模式図である。この回転角度検出装置及びトルクセンサ4(トルク検出装置)は、電動パワーステアリング装置に使用されており、上端を操舵部材1(ハンドル)に連結された入力軸6(回転体、第1軸)と、下端を舵取機構のピニオン8に連結された出力軸7(回転体、第2軸)とを、細径のトーションバー9(連結軸)を介して同軸状に連結し、操舵部材1と舵取機構とを連絡する操舵軸13が構成されており、入力軸6及び出力軸7の連結部近傍は以下のように構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main configuration of an embodiment of a rotation angle detection device and a torque detection device according to the present invention. This rotation angle detection device and torque sensor 4 (torque detection device) are used in an electric power steering device, and an input shaft 6 (rotary body, first shaft) whose upper end is connected to a steering member 1 (handle). The lower end of the output shaft 7 (rotary body, second shaft) connected to the steering mechanism pinion 8 is coaxially connected via a thin torsion bar 9 (connecting shaft), and the steering member 1 A steering shaft 13 that communicates with the steering mechanism is configured, and the vicinity of the connecting portion of the input shaft 6 and the output shaft 7 is configured as follows.

入力軸6には、出力軸7との連結側端部近傍に、円板形をなすターゲット板12aが同軸状に外嵌固定されている。ターゲット板12aの外周面には、磁性体製の突起であるターゲット3aが、例えば34個、周方向に等間隔で突設されている。ターゲット3aは、インボリュート歯形を有する平歯車の歯からなり、環状の平歯車がターゲット板12a及びターゲット3aを構成している。   A disk-shaped target plate 12 a is coaxially fitted and fixed to the input shaft 6 in the vicinity of the end portion on the connection side with the output shaft 7. On the outer peripheral surface of the target plate 12a, for example, 34 targets 3a, which are magnetic projections, are projected at equal intervals in the circumferential direction. The target 3a is composed of spur gear teeth having an involute tooth profile, and an annular spur gear constitutes the target plate 12a and the target 3a.

出力軸7には、入力軸6との連結側端部近傍に、円板形をなすターゲット板12b,12c(回転体)が同軸状に、ターゲット板12bを入力軸6側にして外嵌固定されている。ターゲット板12bの外周面には、磁性体製の突起であるターゲット3bが、ターゲット3aと同数の34個、ターゲット3aと周方向に揃えて等間隔で突設され、ターゲット板12cの外周面には、磁性体製の突起であるターゲット3cが、ターゲット3bの個数と互いに素である個数、例えば33個、周方向に等間隔で突設されている。ここで、互いに素であるとは、1以外の公約数を持たないことを意味する。
ターゲット3b,3cは、インボリュート歯形を有する平歯車の歯からなり、環状の平歯車がターゲット板12b,12c及びターゲット3b,3cを構成している。
On the output shaft 7, disk-shaped target plates 12 b and 12 c (rotary bodies) are coaxially arranged in the vicinity of the end portion on the connection side with the input shaft 6, and the target plate 12 b is placed on the input shaft 6 side and fixedly fitted. Has been. On the outer peripheral surface of the target plate 12b, 34 targets 3b, which are projections made of a magnetic material, are projected in equal intervals with the target 3a in the circumferential direction, and are projected on the outer peripheral surface of the target plate 12c. The target 3c, which is a magnetic projection, is provided with a number that is relatively prime to the number of the targets 3b, for example, 33, and is projected at equal intervals in the circumferential direction. Here, being relatively prime means having no common divisor other than 1.
The targets 3b and 3c are spur gear teeth having involute teeth, and the annular spur gears constitute the target plates 12b and 12c and the targets 3b and 3c.

ターゲット板12a,12b,12cの外側には、それぞれの外周のターゲット3a,3b,3cの外縁を臨むようにセンサボックス11が配設されている。センサボックス11は、入力軸6及び出力軸7を支承するハウジング(図示せず)等の動かない部位に固定支持されている。センサボックス11の内部には、入力軸6側のターゲット3aの周方向に異なる部位に対向する磁気センサA,B(検出手段)と、出力軸7側のターゲット3bの周方向に異なる部位に対向する磁気センサC,D(検出手段)とが、周方向位置を正しく合わせて収納されている。また、出力軸7側のターゲット3cの周方向に異なる部位に対向する磁気センサE,F(検出手段)が収納されている。   A sensor box 11 is disposed outside the target plates 12a, 12b, and 12c so as to face the outer edges of the respective targets 3a, 3b, and 3c on the outer periphery. The sensor box 11 is fixedly supported at a non-moving part such as a housing (not shown) that supports the input shaft 6 and the output shaft 7. Inside the sensor box 11, the magnetic sensors A and B (detecting means) that face different parts in the circumferential direction of the target 3a on the input shaft 6 side, and the different parts in the circumferential direction of the target 3b on the output shaft 7 side. The magnetic sensors C and D (detecting means) that are to be stored are stored with their circumferential positions properly aligned. In addition, magnetic sensors E and F (detection means) facing different parts in the circumferential direction of the target 3c on the output shaft 7 side are housed.

磁気センサA,B,C,D,E,Fは、磁気抵抗効果素子(MR素子)等、磁界の作用により電気的特性(抵抗)が変化する特性を有する素子を用い、対向するターゲット3a,3b,3cの近接する部位に応じて検出信号が変わるように構成されたセンサであり、これらの検出信号は、センサボックス11外部又は内部のマイクロプロセッサを用いてなる演算処理回路10に与えられている。   The magnetic sensors A, B, C, D, E, and F use elements having characteristics that change electrical characteristics (resistance) due to the action of a magnetic field, such as magnetoresistive elements (MR elements). The sensors are configured such that the detection signals change according to the adjacent parts of 3b and 3c, and these detection signals are given to the arithmetic processing circuit 10 using a microprocessor outside or inside the sensor box 11. Yes.

演算処理回路10には、出力軸7が回転したときの回転角度と磁気センサC,D,E,Fの実測した各検出信号の値とを対応させて記憶しているテーブル14が内蔵されている。また、図6に示すようなイメージの、磁気センサA,Bの各検出信号の値及びその値を含む所定範囲と電気角とを対応させ組合せて、つまり、検出信号の値とその値を含む所定範囲とを、各検出信号の相互関係に対応させた組合せとして記憶しているマップ15が内蔵されている。マップ15は、磁気センサC,Dの各検出信号及び磁気センサE,Fの各検出信号の各組にも適用可能である。
磁気センサA,B,C,D,E,Fは、各ターゲット3a,3b,3cの通過に応じて正弦波に近似した検出信号を出力する。この検出信号は、上昇から下降に又は下降から上昇に転換する付近で非線形的な変化率が最大となるが、以下の信号処理方法により補完することが出来る。
The arithmetic processing circuit 10 has a built-in table 14 that stores the rotation angle when the output shaft 7 rotates and the values of the respective detection signals actually measured by the magnetic sensors C, D, E, and F in association with each other. Yes. Further, in the image as shown in FIG. 6, the values of the detection signals of the magnetic sensors A and B and the predetermined range including the values and the electrical angle are associated with each other, that is, the detection signal value and the value are included. A map 15 that stores a predetermined range as a combination corresponding to the mutual relationship of each detection signal is incorporated. The map 15 can also be applied to each set of detection signals of the magnetic sensors C and D and detection signals of the magnetic sensors E and F.
The magnetic sensors A, B, C, D, E, and F output detection signals that approximate a sine wave according to the passage of the targets 3a, 3b, and 3c. This detection signal has a non-linear rate of change around the transition from rising to falling or falling to rising, but it can be supplemented by the following signal processing method.

このような構成のトルクセンサ4では、各磁気センサA,B,C,D,E,Fは、対応するターゲット3a,3b,3cがそれぞれのセンサとの対向位置を通過する間、それぞれ図2(a)(b)(c)に示すように、入力軸6,7の各回転角度の変化に応じて、上昇し下降する検出信号を出力する。   In the torque sensor 4 having such a configuration, each of the magnetic sensors A, B, C, D, E, and F is shown in FIG. 2 while the corresponding targets 3a, 3b, and 3c pass through the positions facing the respective sensors. As shown in (a), (b), and (c), a detection signal that rises and falls according to changes in the rotation angles of the input shafts 6 and 7 is output.

磁気センサA,Bの検出信号は、これらに対応するターゲット3aが設けられた入力軸6の回転角度に対応するものとなり、磁気センサC,Dの検出信号は、これらに対応するターゲット3bが設けられた出力軸7の回転角度に対応するものとなり、磁気センサE,Fの検出信号は、これらが対向するターゲット3cが設けられた出力軸7の回転角度に対応するものとなる。
従って、演算処理回路10は、磁気センサA,Bの検出信号から入力軸6の相対回転角度を算出することができ、演算処理回路10及び磁気センサA,Bは入力軸6の回転角度検出装置として作動する。また、演算処理回路10は、磁気センサC,Dの検出信号から出力軸7の相対回転角度を算出することができ、演算処理回路10及び磁気センサC,Dは出力軸7の回転角度検出装置として作動する。
The detection signals of the magnetic sensors A and B correspond to the rotation angle of the input shaft 6 provided with the target 3a corresponding thereto, and the detection signals of the magnetic sensors C and D are provided by the target 3b corresponding thereto. Therefore, the detection signals of the magnetic sensors E and F correspond to the rotation angle of the output shaft 7 provided with the target 3c facing each other.
Therefore, the arithmetic processing circuit 10 can calculate the relative rotation angle of the input shaft 6 from the detection signals of the magnetic sensors A and B, and the arithmetic processing circuit 10 and the magnetic sensors A and B can detect the rotation angle of the input shaft 6. Operates as The arithmetic processing circuit 10 can calculate the relative rotation angle of the output shaft 7 from the detection signals of the magnetic sensors C and D, and the arithmetic processing circuit 10 and the magnetic sensors C and D can detect the rotation angle of the output shaft 7. Operates as

入力軸6にトルクが加わった場合、磁気センサA,Bの各検出信号と磁気センサC,Dの各検出信号とには差が生じる。
磁気センサA,Cと磁気センサB,Dとは、ターゲット板12a,12bの周方向に、例えば電気角90°位相を異ならせている。それぞれの検出信号は、上昇及び下降の転換点である極大値及び極小値で非線形的な変化率が最大となるが、位相が異なっている為、相互に補完させることが出来る。尚、補完が可能であれば、異なる位相角度は電気角1°〜360°未満の何れでも良い。
When torque is applied to the input shaft 6, there is a difference between the detection signals of the magnetic sensors A and B and the detection signals of the magnetic sensors C and D.
The magnetic sensors A and C and the magnetic sensors B and D have a phase difference of 90 °, for example, in the circumferential direction of the target plates 12a and 12b. Each detection signal has a maximum non-linear change rate at the maximum value and the minimum value which are turning points of ascending and descending, but since the phases are different, they can be complemented each other. As long as complementation is possible, the different phase angle may be any electrical angle between 1 ° and less than 360 °.

ここで、磁気センサAの検出信号と磁気センサCの検出信号との差、又は磁気センサBの検出信号と磁気センサDの検出信号との差は、入力軸6と出力軸7との回転角度の差(相対角度変位)に対応するものとなる。この相対角度変位は、入力軸6に加わるトルクの作用下において、入力軸6と出力軸7とを連結するトーションバー9に生じる捩れ角度に対応する。従って、前述した検出信号の差に基づいて入力軸6に加わるトルクを算出することが出来る。   Here, the difference between the detection signal of the magnetic sensor A and the detection signal of the magnetic sensor C, or the difference between the detection signal of the magnetic sensor B and the detection signal of the magnetic sensor D is the rotation angle between the input shaft 6 and the output shaft 7. Corresponding to the difference (relative angular displacement). This relative angular displacement corresponds to the twist angle generated in the torsion bar 9 that connects the input shaft 6 and the output shaft 7 under the action of torque applied to the input shaft 6. Therefore, the torque applied to the input shaft 6 can be calculated based on the difference between the detection signals described above.

また、磁気センサE及び磁気センサFは、磁気センサC及び磁気センサDと同様に、ターゲット板12cの周方向に、電気角90°位相が異なっているが、磁気センサC及び磁気センサDに対向するターゲット3bの個数が34個であるのに対して、磁気センサE及び磁気センサFに対向するターゲット3cの個数は33個である。従って、磁気センサC,E及び磁気センサD,Fは、図3に示すように、出力軸7が1位相回転する都度、1/34位相宛、それぞれ互いに位相がずれて行く検出信号を出力する。   Similarly to the magnetic sensor C and the magnetic sensor D, the magnetic sensor E and the magnetic sensor F have a phase difference of 90 ° in the circumferential direction of the target plate 12c, but are opposed to the magnetic sensor C and the magnetic sensor D. While the number of targets 3b to be processed is 34, the number of targets 3c facing the magnetic sensors E and F is 33. Therefore, as shown in FIG. 3, the magnetic sensors C and E and the magnetic sensors D and F output detection signals whose phases are shifted from each other to the 1/34 phase whenever the output shaft 7 rotates one phase. .

磁気センサC,Eのみ又は磁気センサD,Fのみでは、図3に示すように、出力軸7が360°回転する間に、同じ検出信号値の組が2回出現するので、出力軸7の回転角度(絶対回転角度、絶対舵角)を特定出来ないが、磁気センサC,E,D,Fの各検出信号値を上記テーブル14で参照することにより、出力軸7の回転角度を特定することが出来る。   With only the magnetic sensors C and E or only the magnetic sensors D and F, as shown in FIG. 3, the same set of detection signal values appears twice while the output shaft 7 rotates 360 °. Although the rotation angle (absolute rotation angle, absolute steering angle) cannot be specified, the rotation angle of the output shaft 7 is specified by referring to the detection signal values of the magnetic sensors C, E, D, and F in the table 14. I can do it.

以下に、このような構成の電動パワーステアリング装置の動作を、それを示す図4,5のフローチャートを参照しながら説明する。
演算処理回路10は、トルク及び絶対舵角を検出するに際して、先ず、磁気センサA,B,C,D,E,Fの故障検出を実行する(図4S1)。
演算処理回路10は、磁気センサA,B,C,D,E,Fの故障検出(S1)では、先ず、磁気センサA,B,C,D,E,Fの検出信号A(θ),B(θ),C(θ),D(θ),E(θ),F(θ)を読み込む(図5S20)。
Hereinafter, the operation of the electric power steering apparatus having such a configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
When detecting the torque and the absolute steering angle, the arithmetic processing circuit 10 first performs failure detection of the magnetic sensors A, B, C, D, E, and F (S1 in FIG. 4).
In the failure detection (S1) of the magnetic sensors A, B, C, D, E, and F, the arithmetic processing circuit 10 first detects the detection signals A (θ) and the magnetic sensors A, B, C, D, E, and F. B (θ), C (θ), D (θ), E (θ), and F (θ) are read (S20 in FIG. 5).

演算処理回路10は、次に、マップ15を参照して、磁気センサA,Bの検出信号A(θ),B(θ)の組合せ(相互関係)が、マップ15に含まれているか否かを判定する(S21)。例えば、マップ15のイメージを示す図6において、検出信号A(θ)がA2(θ)〜A1(θ)の範囲にあるときに、検出信号B(θ)がB2(θ)〜B1(θ)の範囲にあるか否か、検出信号A(θ)がA4(θ)〜A3(θ)の範囲にあるときに、検出信号B(θ)がB4(θ)〜B3(θ)の範囲にあるか否か等を判定し、範囲になければ(否であれば)、含まれていないと判定する。   Next, the arithmetic processing circuit 10 refers to the map 15 to determine whether or not the map 15 includes a combination (reciprocal relationship) of the detection signals A (θ) and B (θ) of the magnetic sensors A and B. Is determined (S21). For example, in FIG. 6 showing the image of the map 15, when the detection signal A (θ) is in the range of A2 (θ) to A1 (θ), the detection signal B (θ) is B2 (θ) to B1 (θ ), When the detection signal A (θ) is in the range of A4 (θ) to A3 (θ), the detection signal B (θ) is in the range of B4 (θ) to B3 (θ). If it is not within the range (if not), it is determined that it is not included.

これは、電気角が分からない段階でも、マップ15において電気角毎に実行して行くことにより、判定可能である。
演算処理回路10は、磁気センサA,Bの検出信号A(θ),B(θ)の組合せが、マップ15に含まれていなければ(S21)、磁気センサA,Bの何れか又は両方が故障であると判定する(S24)。
This can be determined by executing for each electrical angle on the map 15 even when the electrical angle is unknown.
If the combination of the detection signals A (θ) and B (θ) of the magnetic sensors A and B is not included in the map 15 (S21), the arithmetic processing circuit 10 determines that either or both of the magnetic sensors A and B are It is determined that there is a failure (S24).

演算処理回路10は、次に、磁気センサC,Dの検出信号C(θ),D(θ)の組合せ(相互関係)が、マップ15に含まれているか否かを、検出信号A(θ),B(θ)の組合せの場合と同様に判定する(S22)。
演算処理回路10は、磁気センサC,Dの検出信号C(θ),D(θ)の組合せが、マップ15に含まれていなければ(S22)、磁気センサC,Dの何れか又は両方が故障であると判定する(S25)。
Next, the arithmetic processing circuit 10 determines whether or not a combination (reciprocal relationship) of the detection signals C (θ) and D (θ) of the magnetic sensors C and D is included in the map 15. ) And B (θ) in the same manner as in the combination (S22).
If the combination of the detection signals C (θ) and D (θ) of the magnetic sensors C and D is not included in the map 15 (S22), the arithmetic processing circuit 10 determines that either or both of the magnetic sensors C and D are present. It is determined that there is a failure (S25).

演算処理回路10は、次に、磁気センサE,Fの検出信号E(θ),F(θ)の組合せ(相互関係)が、マップ15に含まれているか否かを、検出信号A(θ),B(θ)の組合せの場合と同様に判定し(S23)リターンする。
演算処理回路10は、磁気センサE,Fの検出信号E(θ),F(θ)の組合せが、マップ15に含まれていなければ(S23)、磁気センサE,Fの何れか又は両方が故障であると判定し(S26)リターンする。
Next, the arithmetic processing circuit 10 determines whether or not the combination (reciprocal) of the detection signals E (θ) and F (θ) of the magnetic sensors E and F is included in the map 15. ), B (θ), the same determination as in the case of the combination (S23), and returns.
If the combination of the detection signals E (θ) and F (θ) of the magnetic sensors E and F is not included in the map 15 (S23), the arithmetic processing circuit 10 determines that either or both of the magnetic sensors E and F are present. It determines with it being a failure (S26), and returns.

演算処理回路10は、磁気センサA,B,C,D,E,Fの故障検出を実行した(S1)結果、磁気センサA,Bの一方又は両方を故障と判定したとき(S2)、トルクセンサ4の故障を示す第1故障信号を出力した(S5)後、磁気センサC,D,E,Fにより絶対舵角を検出して(S6)出力し(S7)リターンする。   The arithmetic processing circuit 10 executes the failure detection of the magnetic sensors A, B, C, D, E, and F (S1), and determines that one or both of the magnetic sensors A and B are failed (S2). After outputting the first failure signal indicating the failure of the sensor 4 (S5), the absolute steering angle is detected by the magnetic sensors C, D, E, and F (S6) and output (S7) and the process returns.

演算処理回路10は、磁気センサC,D,E,Fの内の1つ以上を故障と判定したとき(S3)、トルクセンサ4及び回転角度検出装置(絶対舵角検出装置)の故障を示す第2故障信号を出力して(S4)リターンする。
演算処理回路10は、磁気センサA,B,C,D,E,Fを故障と判定しなかったとき(S3)、トルク演算及び絶対舵角検出を実行して(S8)、検出したトルク値及び絶対舵角を出力し(S9)リターンする。
When the arithmetic processing circuit 10 determines that one or more of the magnetic sensors C, D, E, and F are malfunctioning (S3), it indicates a malfunction of the torque sensor 4 and the rotation angle detection device (absolute steering angle detection device). A second failure signal is output (S4) and the process returns.
When the arithmetic processing circuit 10 does not determine that the magnetic sensors A, B, C, D, E, and F have failed (S3), the arithmetic processing circuit 10 executes torque calculation and absolute steering angle detection (S8), and detects the detected torque value. Then, the absolute steering angle is output (S9) and the process returns.

本発明に係る回転角度検出装置及びトルク検出装置の実施の形態の要部構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part structure of embodiment of the rotation angle detection apparatus and torque detection apparatus which concern on this invention. 磁気センサの各検出信号の例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the example of each detection signal of a magnetic sensor. 対向するターゲットの個数が異なる磁気センサの各検出信号の例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the example of each detection signal of the magnetic sensor from which the number of opposing targets differs. 本発明に係る回転角度検出装置及びトルク検出装置の演算処理回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the arithmetic processing circuit of the rotation angle detection apparatus and torque detection apparatus which concern on this invention. 本発明に係る回転角度検出装置及びトルク検出装置の演算処理回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the arithmetic processing circuit of the rotation angle detection apparatus and torque detection apparatus which concern on this invention. マップのイメージを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image of a map.

符号の説明Explanation of symbols

1 操舵部材
A,B,C,D,E,F 磁気センサ(検出手段)
3a,3b,3c ターゲット
4 トルクセンサ
6 入力軸(第1軸、回転体)
7 出力軸(第2軸、回転体)
8 ピニオン(舵取機構)
9 連結軸(トーションバー)
10 演算処理回路
12a,12b,12c ターゲット板(回転体)
14 テーブル
15 マップ
1 Steering member A, B, C, D, E, F Magnetic sensor (detection means)
3a, 3b, 3c Target 4 Torque sensor 6 Input shaft (first shaft, rotating body)
7 Output shaft (second shaft, rotating body)
8 Pinion (steering mechanism)
9 Connecting shaft (torsion bar)
10 Arithmetic Processing Circuits 12a, 12b, 12c Target plate (rotating body)
14 tables 15 maps

Claims (2)

回転体に設けられた1又は複数の第1ターゲットと、該第1ターゲットの個数と互いに素である個数が前記回転体又は該回転体と同軸的に回転する他の回転体に設けられた第2ターゲットと、前記第1ターゲット及び第2ターゲットにそれぞれ対向配置され、前記回転体が回転するに従って、前記第1ターゲット及び第2ターゲットの各位置に応じてそれぞれ互いに位相が異なる検出信号を出力する各複数の検出手段とを備え、該検出手段がそれぞれ出力した検出信号に基づき、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置において、
前記複数の検出手段が出力した複数の検出信号がそれぞれ取るべき値と該値を含む所定範囲とを、前記複数の検出信号の相互関係に対応させた組合わせとして記憶するマップと、前記複数の検出手段がそれぞれ出力した検出信号の組合わせが、前記マップに含まれるか否かを判定する手段とを備え、該手段が含まれないと判定したときは、前記複数の検出手段の何れかが故障であると判定すべくなしてあることを特徴とする回転角度検出装置。
A first target or a plurality of first targets provided on the rotating body, and a number of first targets provided on the rotating body or another rotating body rotating coaxially with the rotating body. Two targets are arranged opposite to the first target and the second target, respectively, and detection signals having different phases are output according to the positions of the first target and the second target as the rotating body rotates. A rotation angle detection device that includes a plurality of detection means and detects a rotation angle of the rotating body based on detection signals output from the detection means;
A map for storing a value to be taken by each of the plurality of detection signals output from the plurality of detection means and a predetermined range including the value as a combination corresponding to the mutual relationship of the plurality of detection signals; Means for determining whether a combination of detection signals output by the detection means is included in the map, and when it is determined that the means is not included, any one of the plurality of detection means A rotation angle detecting device characterized in that it is determined to be a failure.
連結軸により連結された第1軸及び第2軸にそれぞれ回転体が同軸に設けられ、該回転体にそれぞれ1又は複数のターゲットが設けられ、該ターゲットにそれぞれ対向配置された複数の検出手段が、前記回転体が回転するに従って、前記ターゲットの位置に応じて互いに位相が異なる検出信号を出力し、前記検出手段がそれぞれ出力した検出信号に基づき、前記第1軸又は第2軸に加わるトルクを検出するトルク検出装置において、
前記複数の検出手段が出力した複数の検出信号がそれぞれ取るべき値と該値を含む所定範囲とを、前記複数の検出信号の相互関係に対応させた組合わせとして記憶するマップと、前記複数の検出手段がそれぞれ出力した検出信号の組合わせが、前記マップに含まれるか否かを判定する手段とを備え、該手段が含まれないと判定したときは、前記複数の検出手段の何れかが故障であると判定すべくなしてあることを特徴とするトルク検出装置。
Rotating bodies are coaxially provided on the first axis and the second axis connected by the connecting shaft, respectively, and each of the rotating bodies is provided with one or a plurality of targets, and a plurality of detecting means respectively disposed facing the targets. As the rotating body rotates, detection signals having different phases according to the position of the target are output, and torque applied to the first shaft or the second shaft is calculated based on the detection signals output from the detection means. In the torque detection device to detect,
A map for storing a value to be taken by each of the plurality of detection signals output from the plurality of detection means and a predetermined range including the value as a combination corresponding to the mutual relationship of the plurality of detection signals; Means for determining whether a combination of detection signals output by the detection means is included in the map, and when it is determined that the means is not included, any one of the plurality of detection means A torque detection device characterized in that it is determined to be a failure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111044215A (en) * 2019-12-25 2020-04-21 北京石油化工学院 Centering reference type torque sensor calibration and test bench
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