JP2008045913A - Rotation angle detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detector having proper assemblability and maintainability. <P>SOLUTION: The rotation angle detector 800 for detecting the rotation angle of a rotating element 150 comprises a rotation angle sensor 100 (200, 300, or the like) having the main part which is radially split into two parts. The rotation sensor comprises a rotor 104 corotating with the rotating element, a stator 106, and a coil (an exciting coil and a detecting coil) 108, and the rotation angle detector detects the rotation angle of the rotating element, by using magnetic flux resistance which changes periodically with the rotation of the rotor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転体の回転角を検出する回転角検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotating body.

従来から、軸方向に貫通孔が設けられ、該貫通孔にレゾルバが軸方向を合わせて収納された分割ハウジングを、複数個軸方向を合わせて接合しハウジングを構成したことを特徴とする回転角センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−43140号公報
Conventionally, a rotation angle is characterized in that a housing is formed by joining a plurality of divided housings in which a through hole is provided in the axial direction and a resolver is accommodated in the through hole in the axial direction. A sensor is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2005-43140 A

しかしながら、従来の回転角検出装置は、上記の特許文献1に記載の発明のように、回転角検出装置の中央の穴に、回転軸を挿通して脱着する構成であるため、組み付け性や整備性が悪いという問題点がある。例えば、回転角検出装置を回転軸から外すとき、回転軸に他の部品が取り付けられている場合には、当該他の部品を取り外してから、回転角検出装置を回転軸の軸方向に沿って抜く必要があり、作業が煩雑になる。   However, since the conventional rotation angle detection device has a configuration in which the rotation shaft is inserted into and removed from the central hole of the rotation angle detection device, as in the invention described in Patent Document 1 above, assembly and maintenance are possible. There is a problem that the nature is bad. For example, when removing the rotation angle detection device from the rotation shaft, if other components are attached to the rotation shaft, remove the other components and then move the rotation angle detection device along the axial direction of the rotation shaft. It is necessary to remove it, and the work becomes complicated.

そこで、本発明は、組み付け性や整備性が良好な回転角検出装置の提供を目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device with good assemblability and maintainability.

上記目的を達成するため、第1の発明は、回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、
径方向に2分割される本体を有する回転角センサを備えることを特徴とする。これにより、回転体と回転角センサとの間の組み付け性や回転角センサの整備性が向上する。
In order to achieve the above object, a first invention is a rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotating body,
A rotation angle sensor having a main body divided in two in the radial direction is provided. Thereby, the assembly property between a rotary body and a rotation angle sensor, and the maintainability of a rotation angle sensor improve.

第2の発明は、第1の発明に係る回転角検出装置において、
前記回転角センサが、回転体と共に回転するロータと、ステータと、励磁コイル及び検知コイルとを備え、回転角検出装置が、ロータの回転に伴って周期的に変化する磁束抵抗を利用して回転体の回転角を検出する場合において、
回転角検出装置が、検知コイルから入力される出力信号を処理して、回転体の回転角情報を出力する信号処理部を備え、
前記信号処理部が、分割されたロータの合わせ目に起因して発生する出力信号の特徴を利用して、回転体の回転角情報を生成することを特徴とする。これにより、ロータの分割構造を利用して角度検出精度を高めることができる。
2nd invention is the rotation angle detection apparatus which concerns on 1st invention,
The rotation angle sensor includes a rotor that rotates together with a rotating body, a stator, an excitation coil, and a detection coil, and the rotation angle detection device rotates using a magnetic flux resistance that periodically changes as the rotor rotates. When detecting the rotation angle of the body,
The rotation angle detection device includes a signal processing unit that processes an output signal input from the detection coil and outputs rotation angle information of the rotating body,
The signal processing unit generates the rotation angle information of the rotating body using the characteristics of the output signal generated due to the joint of the divided rotors. Thereby, angle detection accuracy can be improved using the division structure of a rotor.

第3の発明は、第1又は2の発明に係る回転角検出装置において、
ロータの径は、ロータの回転角を変数とし軸倍角により周期が定まる略正弦波関数に従って、変化するように決定され、
ロータは、分割されたロータの合わせ目の両側に起因した出力信号の2点の特徴が、該正弦波関数における異なる位相で出現するように、分割されることを特徴とする。これにより、出力信号の2点(分割されたロータの合わせ目の両側に対応する2点)の特徴がそれぞれ異なる位相で生ずるので、混同されることがない。従って、2点の出力信号の特徴を利用する場合には、補正の機会が機械角1周期で2回確保することができる。
3rd invention is the rotation angle detection apparatus which concerns on 1st or 2nd invention,
The diameter of the rotor is determined so as to change according to a substantially sine wave function in which the rotation angle of the rotor is a variable and the period is determined by the shaft angle multiplier,
The rotor is characterized in that it is divided so that the two features of the output signal due to both sides of the split rotor seam appear at different phases in the sinusoidal function. As a result, the characteristics of the two points of the output signal (two points corresponding to both sides of the divided rotor joints) are generated in different phases, so that they are not confused. Therefore, when the characteristics of the two output signals are used, the opportunity for correction can be ensured twice in one cycle of the mechanical angle.

第2の発明は、第1〜3の発明に係る回転角検出装置において、
ロータは、径が分割された合わせ目で急変するように、構成されることを特徴とする。これにより、出力信号の特徴が強調され、精度良く当該特徴の出現を検出することができる。
2nd invention is the rotation angle detection apparatus which concerns on 1st-3rd invention,
The rotor is characterized in that the rotor is configured to change abruptly at the joint where the diameter is divided. Thereby, the feature of the output signal is emphasized, and the appearance of the feature can be detected with high accuracy.

本発明によれば、とりわけ、組み付け性や整備性が良好な回転角検出装置が得られる。また、ロータの分割構造を利用して角度検出精度を高めることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a rotation angle detection device that is particularly easy to assemble and maintain. Further, the angle detection accuracy can be improved by utilizing the divided structure of the rotor.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明による回転角検出装置における回転角センサ100の一実施例を示す2面図であり、図1(A)は、組み付け状態の回転角センサ100の平面図であり、図1(B)は、同回転角センサ100の側面図である。本実施例の回転角センサ100は、例えばステアリングシャフトの回転角度を検出するために用いられるものであってよい。   FIG. 1 is a two-plane view showing an embodiment of a rotation angle sensor 100 in the rotation angle detection device according to the present invention, and FIG. 1 (A) is a plan view of the rotation angle sensor 100 in an assembled state. FIG. 2B is a side view of the rotation angle sensor 100. FIG. The rotation angle sensor 100 of the present embodiment may be used for detecting the rotation angle of the steering shaft, for example.

回転角センサ100は、例えばVR型(可変リラクタンス)レゾルバとして構成され、回転角度の検出対象である回転体150(例えばステアリングシャフト)の回転軸に対して同軸に配置される。   The rotation angle sensor 100 is configured as, for example, a VR type (variable reluctance) resolver, and is disposed coaxially with respect to the rotation axis of a rotating body 150 (for example, a steering shaft) that is a detection target of the rotation angle.

図2は、図1のラインA−Aに沿って切断した際の断面図であり、図2(A)は、本実施例の回転角センサ100の断面図であり、図2(B)は、その他の実施例の回転角センサ200の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 2A is a cross-sectional view of the rotation angle sensor 100 of the present embodiment, and FIG. It is sectional drawing of the rotation angle sensor 200 of other Examples.

回転角センサ100は、ケーシング(ハウジングカバー)102を備える。ケーシング102は、組み付け状態で円環状の形状を有する。ケーシング102は、PBT(ポリブチレンテレフタレート:Polybutylene terephthalate)のような樹脂材料を射出成形して製造されてよい。   The rotation angle sensor 100 includes a casing (housing cover) 102. The casing 102 has an annular shape in the assembled state. The casing 102 may be manufactured by injection molding a resin material such as PBT (Polybutylene terephthalate).

ケーシング102の内部には、図2(A)に示すように、回転体150と共に回転するロータ104、ステータ106、コイル108、及びベアリング110,112が収容されている。ケーシング102は、図示しないブラケット等を介して、車体に固定支持される。   As shown in FIG. 2A, the rotor 102, the stator 106, the coil 108, and the bearings 110 and 112 that rotate together with the rotating body 150 are accommodated in the casing 102. The casing 102 is fixedly supported on the vehicle body via a bracket (not shown).

コイル108は、回転角センサ100が1相入力/2相出力タイプのセンサの場合、励磁コイルと、2つの検知コイル(sin相及びcos相の出力コイル)を備える。   When the rotation angle sensor 100 is a one-phase input / two-phase output type sensor, the coil 108 includes an excitation coil and two detection coils (sin phase and cos phase output coils).

ステータ106は、鉄系の磁性材料からなり、ケーシング102の内部における外周側に組み付けられる。ステータ106は、組み付け状態(図1に示す回転角センサ100の閉状態)で円環状の形状を有する。ステータ106は、回転中心に向かって突出する突起(歯)を、周方向に沿って複数有する。突起には、励磁コイルと検知コイルとが適切に巻回される。   The stator 106 is made of an iron-based magnetic material, and is assembled on the outer peripheral side in the casing 102. The stator 106 has an annular shape in an assembled state (a closed state of the rotation angle sensor 100 shown in FIG. 1). The stator 106 has a plurality of protrusions (teeth) protruding toward the rotation center along the circumferential direction. An excitation coil and a detection coil are appropriately wound around the protrusion.

ベアリング110,112は、ケーシング102の内周側に組み付けられる。ベアリング110,112は、組み付け状態(図1に示す回転角センサ100の閉状態)で、回転体150のまわりに円環状に配列され、ケーシング102に対して回転体150を回転可能に支持する。   The bearings 110 and 112 are assembled on the inner peripheral side of the casing 102. The bearings 110 and 112 are arranged in an annular shape around the rotating body 150 in the assembled state (the rotation angle sensor 100 shown in FIG. 1 is closed), and support the rotating body 150 rotatably with respect to the casing 102.

ケーシング102には、図2(A)に示すように、ロータ104に対向する表面に、軸方向に凸となる突起103が周方向に沿って形成されている。突起103は、ロータ104の対応する部分に形成された周溝109内に摺動可能に嵌合し、ロータ104の回転軌道を画成する機能を果たす。但し、図2(B)に示す他の実施例による回転角センサ200のように、かかる突起に代えて、スペーサ202によりロータの回転軌道を維持することも可能である。   As shown in FIG. 2A, the casing 102 is formed with a protrusion 103 that is convex in the axial direction on the surface facing the rotor 104 along the circumferential direction. The protrusion 103 is slidably fitted in a circumferential groove 109 formed in a corresponding portion of the rotor 104, and functions to define a rotation trajectory of the rotor 104. However, as in the rotation angle sensor 200 according to another embodiment shown in FIG. 2B, the rotation trajectory of the rotor can be maintained by the spacer 202 instead of the protrusion.

回転角センサ100は、図1に示した分割ラインTに沿って、略対称な2部分を径方向で合わせることで構成されている。即ち、回転角センサ100は、径方向に2分割された構成を有する。以下では、分割された一方の部分の構成要素の参照符号の最後に、記号「L」を付し、他方の部分の構成要素の参照符号の最後に、記号「R」を付す。   The rotation angle sensor 100 is configured by aligning two substantially symmetric portions in the radial direction along the dividing line T shown in FIG. That is, the rotation angle sensor 100 has a configuration that is divided into two in the radial direction. In the following description, the symbol “L” is added to the end of the reference symbol of the component of one part, and the symbol “R” is added to the end of the reference symbol of the component of the other portion.

かかる分割構成では、ケーシング102Lの内部には、ロータ104L、ステータ106L、コイル108L、及びベアリング110L,112Lが収容される。ケーシング102Lは、ステータ106L、コイル108L、及びベアリング110L,112Lと一体となって(これらの部品がアセンブリされた状態で)、回転角センサ100の一方の半分の本体を構成する。   In such a divided configuration, the rotor 104L, the stator 106L, the coil 108L, and the bearings 110L and 112L are accommodated in the casing 102L. The casing 102L is integrated with the stator 106L, the coil 108L, and the bearings 110L and 112L (in a state where these components are assembled) to constitute one half of the main body of the rotation angle sensor 100.

同様に、ケーシング102Rの内部には、ロータ104R、ステータ106R、コイル108R、及びベアリング110R,112Rが収容される。ケーシング102Rは、ステータ106R、コイル108R、及びベアリング110R,112Lと一体となって、回転角センサ100の他方の半分の本体を構成する。   Similarly, the rotor 104R, the stator 106R, the coil 108R, and the bearings 110R and 112R are accommodated in the casing 102R. The casing 102R is integrated with the stator 106R, the coil 108R, and the bearings 110R and 112L to form the other half of the body of the rotation angle sensor 100.

図3は、本実施例の回転角センサ100の開状態を示す図である。図3では、回転角センサ100の内部を示すために、B部が一部切開された状態で図示されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating an open state of the rotation angle sensor 100 of the present embodiment. In FIG. 3, in order to show the inside of the rotation angle sensor 100, the part B is shown in a partially cut state.

回転角センサ100は、好ましくは、図3に示すように、分割された2つの部分が、互いに連結された状態で、径方向に開閉可能に構成される。具体的には、ケーシング102L及びケーシング102Rを開閉可能に連結するヒンジ部122を介して、径方向に開閉可能に構成される。図示の構成では、ケーシング102L及びケーシング102Rは、ヒンジ部122を介して互いに連結された状態で、回動軸123まわりに回転可能に構成されている。   As shown in FIG. 3, the rotation angle sensor 100 is preferably configured to be openable and closable in the radial direction in a state where the two divided parts are connected to each other. Specifically, the casing 102L and the casing 102R are configured to be openable and closable in the radial direction via a hinge portion 122 that connects the casing 102R so as to be openable and closable. In the illustrated configuration, the casing 102 </ b> L and the casing 102 </ b> R are configured to be rotatable around the rotation shaft 123 while being connected to each other via a hinge portion 122.

尚、分割ラインTは、コイル108L及びコイル108Rの組み付け性を考慮して、図示のように、ステータ106の歯と歯の間を通るように設定されるのが望ましい。もっとも、回転角センサ100は、必ずしも対称的に分割される必要はない。分割ラインTの好ましい設定態様については、後述する。   The dividing line T is preferably set so as to pass between the teeth of the stator 106 as shown in the drawing in consideration of the assembling property of the coil 108L and the coil 108R. However, the rotation angle sensor 100 does not necessarily have to be divided symmetrically. A preferable setting mode of the dividing line T will be described later.

図4は、図3のB部の拡大図であり、図4(A)は、本実施例の回転角センサ100の断面図であり、図4(B)は、その他の実施例の回転角センサ300の断面図である。   4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3, FIG. 4A is a cross-sectional view of the rotation angle sensor 100 of the present embodiment, and FIG. 4B is a rotation angle of the other embodiments. 2 is a cross-sectional view of a sensor 300. FIG.

コイル108Lとコイル108Rとは、ケーシング102L及びケーシング102Rが連結される一方の側で、互いに接続される。一方、コイル108L及びコイル108Rは、他方の側で、それぞれ、図示しない交流電源又は信号処理装置700(後述)に接続される。図示の例では、コイル108L及びコイル108Rは、開側(図3の上側)では、互いに接続されず、図示しないコネクタを介して、交流電源又は信号処理装置700と接続される。   The coil 108L and the coil 108R are connected to each other on one side to which the casing 102L and the casing 102R are coupled. On the other hand, the coil 108L and the coil 108R are respectively connected to an AC power source or a signal processing device 700 (described later) (not shown) on the other side. In the illustrated example, the coil 108 </ b> L and the coil 108 </ b> R are not connected to each other on the open side (the upper side in FIG. 3), and are connected to the AC power supply or the signal processing device 700 via a connector (not shown).

コイル108Lとコイル108Rとの接続は、図4(A)に示すように、繋がっている状態(連続した状態)で巻回されることで実現されてもよい。即ち、コイル108Lとコイル108Rは、組となる2つのステータ106L,106Rを組み合わせた状態で、閉側(図3の下側)で巻き線を分断することなく形成されてもよい。或いは、図4(B)に示す他の実施例による回転角センサ300のように、ステータ306側のコイル308Lとステータ308側のコイル308Rとが、閉側(図3の下側)でコネクタ360を介して互いに接続されてもよい。   The connection between the coil 108L and the coil 108R may be realized by being wound in a connected state (continuous state) as shown in FIG. That is, the coil 108L and the coil 108R may be formed without dividing the winding on the closed side (the lower side in FIG. 3) in a state where the two stators 106L and 106R forming a pair are combined. Alternatively, like the rotation angle sensor 300 according to another embodiment shown in FIG. 4B, the coil 308L on the stator 306 side and the coil 308R on the stator 308 side are closed (the lower side in FIG. 3) with the connector 360. May be connected to each other via

図5は、ロータ104の形状の一例を示す図であり、図5(A)は、本実施例の回転角センサ100のロータ104の平面図であり、図5(B)は、その他の実施例(周溝109の存在しないタイプ)の回転角センサ200のロータ204の平面図である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the shape of the rotor 104, FIG. 5A is a plan view of the rotor 104 of the rotation angle sensor 100 of the present embodiment, and FIG. 5B is another implementation. It is a top view of the rotor 204 of the rotation angle sensor 200 of an example (type without the circumferential groove 109).

図6は、図5(A)のラインC−Cに沿って切断した際の断面図であり、図6(A)及び図6(B)は、2つの異なる連結態様をそれぞれ示す断面図である。   6 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 5A, and FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing two different connection modes, respectively. is there.

図7は、図5(B)のラインD−Dに沿って切断した際の断面図であり、図7(A)及び図7(B)は、2つの異なる連結態様をそれぞれ示す断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 5B, and FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing two different connection modes, respectively. is there.

ロータ104は、鉄系の磁性材料からなる。ロータ104は、中央部に、回転体150が挿通される穴105を有する。図示の例では、穴105は、円形であり、当該円形の一部に、回転体150の表面に形成される凸部(図示せず)に対応して、凹部114が形成されている。これにより、ロータ104は、回転体150に対して回転方向が拘束され、回転体150と共に一体的に回転することになる。   The rotor 104 is made of an iron-based magnetic material. The rotor 104 has a hole 105 through which the rotating body 150 is inserted at the center. In the illustrated example, the hole 105 has a circular shape, and a concave portion 114 is formed in a part of the circular shape, corresponding to a convex portion (not shown) formed on the surface of the rotating body 150. Thereby, the rotation direction of the rotor 104 is constrained with respect to the rotating body 150 and rotates together with the rotating body 150.

ロータ104の外形輪郭線は、図5に示すように、組み付け状態(図1に示す回転角センサ100の閉状態)で、一定の径ではなく、周期的に変化する径により画成される。即ち、ロータ104の径は、ロータ104の回転角を変数とし軸倍角Nにより周期が定まる略正弦波関数に従って、変化するように決定される。径の変化周期を定める軸倍角Nは、必要な分解能に応じて適宜決定されてよい。尚、図示の例は、軸倍角が3であり、3Xレゾルバとなる。   As shown in FIG. 5, the outer contour line of the rotor 104 is defined not by a constant diameter but by a periodically changing diameter in the assembled state (the closed state of the rotation angle sensor 100 shown in FIG. 1). That is, the diameter of the rotor 104 is determined so as to change according to a substantially sinusoidal function whose period is determined by the shaft angle multiplier N, with the rotation angle of the rotor 104 as a variable. The shaft angle multiplier N that defines the diameter change period may be appropriately determined according to the required resolution. In the example shown in the figure, the axial multiplication angle is 3, which is a 3X resolver.

ロータ104は、上述の如く、2分割された2つのロータ104L,104Rからなる。2つのロータ104L,104Rは、互いに重なり合う部分を有し、当該重なり合う部分にて、図6(A)及び図6(B)に示すように、締結具130(例えば、ピンの圧入又は螺子による締結等)により互いに連結可能に構成される。尚、ケーシング102L,102Rには、図1や図3に示すように、締結具130が挿通するための穴140が形成されている。   As described above, the rotor 104 includes two rotors 104L and 104R divided into two. The two rotors 104L and 104R have portions that overlap each other, and at the overlapping portions, as shown in FIGS. 6A and 6B, a fastener 130 (for example, press-fitting a pin or fastening by a screw) Etc.) can be connected to each other. In addition, as shown in FIGS. 1 and 3, the casings 102L and 102R are formed with holes 140 through which the fasteners 130 are inserted.

尚、図5(B)に示すその他の実施例のロータ204についても、同様に、互いに重なり合う部分を有し、当該重なり合う部分にて、ピン又は螺子等により互いに連結可能に構成されてよい。   Similarly, the rotors 204 of the other embodiments shown in FIG. 5B may also be configured to have portions that overlap each other and can be connected to each other by pins or screws or the like in the overlapping portions.

ロータ104における分割ラインTは、好ましくは、図5(A)に示すように、分割されたロータの合わせ目の最外周(両側)の点α、βが、互いに異なる径(r2≠r1)上に来るように決定される。また、ロータ104は、好ましくは、図5(A)に示すように、ロータ104の径が、分割されたロータ104の合わせ目の最外周の点α、βの少なくとも何れか一方で急変するように、構成される。図示の例では、ロータ104は、最大径となる最外周の点αにて、切り欠き(凹部)107が形成されている。これにより、ロータ104の径が、最大径となる最外周の点αにて、急変することになる。これらの構成の技術的な意義については、後述する。   As shown in FIG. 5A, the dividing line T in the rotor 104 is preferably such that the points α and β on the outermost circumference (both sides) of the divided rotor are on different diameters (r2 ≠ r1). Decided to come to. Further, preferably, as shown in FIG. 5 (A), the rotor 104 is configured so that the diameter of the rotor 104 changes suddenly at least one of the outermost points α and β of the joint of the divided rotor 104. Configured. In the illustrated example, the rotor 104 has a notch (concave portion) 107 formed at the outermost peripheral point α having the maximum diameter. As a result, the diameter of the rotor 104 changes suddenly at the outermost peripheral point α where the maximum diameter is obtained. The technical significance of these configurations will be described later.

尚、図5(B)に示すその他の実施例のロータ204についても、分割されたロータの合わせ目の最外周(両側)の2点が互いに異なる径上にあり、同様に、切り欠き207を有してよい。   In addition, for the rotor 204 of another embodiment shown in FIG. 5B, the two points on the outermost periphery (both sides) of the joint of the divided rotor are on different diameters. You may have.

次に、以上の構成による回転角センサ100と回転体150との組み付け態様について説明する。尚、他の実施例による回転角センサ200,300についても同様であるので、説明を省略する。   Next, an assembly mode of the rotation angle sensor 100 and the rotating body 150 having the above configuration will be described. In addition, since it is the same also about the rotation angle sensors 200 and 300 by another Example, description is abbreviate | omitted.

組み付け方法は極めて簡易であり、先ず、図3に示す回転角センサ100の開状態を形成し、開側から図3の矢印Pの向きで、回転体150を回転角センサ100の内部(ベアリング110,112の内周側)に受け入れる。次いで、回転角センサ100を閉じて図1に示す閉状態を形成する。次いで、開閉側の連結部124にてスクリュウ132(図1(B))を締め込んで、ケーシング102L,102Rを一体化する。また、ロータ104L,104Rの重なり部分同士を、上述の如く締結具130により連結し、ロータ104L,104Rを一体化する。これにより、回転角センサ100と回転体150との組み付けが完了する。   The assembly method is extremely simple. First, an open state of the rotation angle sensor 100 shown in FIG. 3 is formed, and the rotating body 150 is placed inside the rotation angle sensor 100 (bearing 110) in the direction of the arrow P in FIG. , 112). Next, the rotation angle sensor 100 is closed to form the closed state shown in FIG. Next, the screw 132 (FIG. 1B) is tightened at the connecting portion 124 on the open / close side, and the casings 102 </ b> L and 102 </ b> R are integrated. Further, the overlapping portions of the rotors 104L and 104R are connected by the fastener 130 as described above, and the rotors 104L and 104R are integrated. Thereby, the assembly of the rotation angle sensor 100 and the rotating body 150 is completed.

図8は、その他の実施例による回転角センサ400を示す図であり、図8(A)は、組み付け状態(閉状態)の回転角センサ400の平面図であり、図8(B)は、同回転角センサ400の側面図である。図9は、開状態の回転角センサ400を示す図である。   FIG. 8 is a view showing a rotation angle sensor 400 according to another embodiment, FIG. 8A is a plan view of the rotation angle sensor 400 in an assembled state (closed state), and FIG. 4 is a side view of the rotation angle sensor 400. FIG. FIG. 9 shows the rotation angle sensor 400 in the open state.

図8に示す実施例の回転角センサ400は、分割された2部分がスナップフィットにより互いに連結される点が、上述の実施例による回転角センサ100と異なる。回転角センサ400は、上述の実施例と同様に、2分割されたケーシング402L,402Rを有する。   The rotation angle sensor 400 of the embodiment shown in FIG. 8 is different from the rotation angle sensor 100 according to the above-described embodiment in that the two divided parts are connected to each other by snap fit. The rotation angle sensor 400 has casings 402L and 402R which are divided into two as in the above-described embodiment.

ケーシング402L内には、上述の実施例と同様に、ロータ、ステータ、コイル、及びベアリングの半分が収容される。ケーシング402Lは、内部に収容されるこれらの部品と一体となって(これらの部品がアセンブリされた状態で)、回転角センサ400の一方の半分の本体を構成する。同様に、ケーシング102Rの内部には、ロータ、ステータ、コイル、及びベアリングの半分が収容される。ケーシング402Rは、内部に収容されるこれらの部品と一体となって、回転角センサ400の一方の半分の本体を構成する。   In the casing 402L, half of the rotor, the stator, the coil, and the bearing are accommodated as in the above-described embodiment. The casing 402L is integrated with these components housed therein (in the state where these components are assembled), and constitutes one half of the body of the rotation angle sensor 400. Similarly, half of the rotor, the stator, the coil, and the bearing are accommodated in the casing 102R. The casing 402 </ b> R is integrated with these components housed inside to constitute one half of the main body of the rotation angle sensor 400.

ケーシング402Lには、爪410が両側に形成される。ケーシング102Rには、爪410が係合する非係合部412が形成される。ケーシング402Lとケーシング102Rとは、爪410が非係合部412に係合(スナップフィット)することで、互いに連結される。   The claws 410 are formed on both sides of the casing 402L. A non-engaging portion 412 with which the claw 410 is engaged is formed in the casing 102R. The casing 402L and the casing 102R are connected to each other when the claw 410 is engaged (snap-fit) with the non-engaging portion 412.

組み付け態様については、図9に示す回転角センサ400の開状態を形成し、回転体150を回転角センサ400の内部(ベアリングの内周側)に受け入れる。次いで、ケーシング402Lとケーシング102Rとを合わせ(図9のQ方向参照)、回転角センサ400を閉じて図8に示す閉状態を形成する。このとき、スナップフィットによりケーシング402L,402Rが一体化する。次いで、2分割されたロータの重なり部分同士を、上述の実施例と同様に、締結具130により連結し、2分割されたロータ同士を一体化する。これにより、回転角センサ400と回転体150との組み付けが完了する。   As for the assembly mode, the open state of the rotation angle sensor 400 shown in FIG. 9 is formed, and the rotating body 150 is received inside the rotation angle sensor 400 (inner peripheral side of the bearing). Next, the casing 402L and the casing 102R are combined (see the Q direction in FIG. 9), and the rotation angle sensor 400 is closed to form the closed state shown in FIG. At this time, the casings 402L and 402R are integrated by snap fit. Next, the overlapping portions of the two divided rotors are connected by the fastener 130 in the same manner as in the above-described embodiment, and the two divided rotors are integrated. Thereby, the assembly of the rotation angle sensor 400 and the rotating body 150 is completed.

以上説明したように、本実施例(その他の実施例を含む。以下同じ。)によれば、とりわけ以下の効果が奏される。   As described above, according to the present embodiment (including other embodiments, the same applies hereinafter), the following effects can be obtained.

先ず、上述の如く、回転角センサ100(回転角センサ200,300,400についても同様、以下同じ。)を径方向に分割して構成したことにより、回転角センサ100と回転体150との組み付けが容易となる。例えば、回転体としてのシャフトの軸方向の端部から、回転角センサの中央の穴をシャフトに通して組み付ける従来的な構成では、図10に示すように、段付きのシャフトが回転体150である場合に、段に起因して所定の位置まで回転角センサを軸方向に移動させて組み付けることができない。段に代わって、他の部品が取り付けられる場合も同様であり、当該他の部品は、回転角センサの後から組み付けなければならないという制約が生ずる。このような不都合は、回転角センサの組み付け時のみならず、回転角センサの交換時(取り外し時)にも生ずることは、「発明が解決しようとする課題」の欄にて摘示した通りである。これに対して、本実施例によれば、上述の如く、回転角センサ100を径方向に分割して構成したことにより、図10に示すような段付きのシャフトであっても、径方向から直接的に組み付けることができる。即ち、本実施例によれば、回転体150の径や回転体150に取り付けられる部品の影響を受けることなく、回転角センサ100を容易に回転体150に対して脱着することができ、組み付けや交換作業が非常に容易となる。   First, as described above, the rotation angle sensor 100 (the same applies to the rotation angle sensors 200, 300, and 400) is divided in the radial direction so that the rotation angle sensor 100 and the rotating body 150 are assembled. Becomes easy. For example, in the conventional configuration in which the central hole of the rotation angle sensor is assembled through the shaft from the axial end of the shaft as the rotating body, the stepped shaft is a rotating body 150 as shown in FIG. In some cases, the rotation angle sensor cannot be moved in the axial direction and assembled to a predetermined position due to the step. The same applies to the case where other parts are attached in place of the steps, and the other parts must be assembled after the rotation angle sensor. Such inconvenience occurs not only when the rotation angle sensor is assembled, but also when the rotation angle sensor is replaced (when removed), as indicated in the column “Problems to be Solved by the Invention”. . In contrast, according to the present embodiment, as described above, the rotation angle sensor 100 is divided in the radial direction, so that even a stepped shaft as shown in FIG. Can be assembled directly. That is, according to the present embodiment, the rotation angle sensor 100 can be easily attached to and detached from the rotating body 150 without being affected by the diameter of the rotating body 150 and the components attached to the rotating body 150. The replacement work becomes very easy.

また、特に図8に示したその他の実施例では、ケーシング402Lとケーシング102Rとは、爪410によるスナップフィットに連結されるので、スクリュウ等による締結が不要であり、部品点数と共に作業工数を低減することができる。   Further, in the other embodiment shown in FIG. 8 in particular, the casing 402L and the casing 102R are connected to the snap fit by the claw 410, so that fastening by a screw or the like is unnecessary, and the number of work steps is reduced together with the number of parts. be able to.

また、回転角センサ100を径方向に分割して構成したことにより、コイル108を構成するための巻き線の巻回作業が容易となる。   Further, since the rotation angle sensor 100 is divided in the radial direction, the winding work for forming the coil 108 is facilitated.

また、ロータ104を分割した部分(合わせ目)に起因して、コイル108から出力される正弦波に歪が発生するので、当該歪を利用して位相合わせを行うことができる。以下、これについて詳説する。   In addition, distortion occurs in the sine wave output from the coil 108 due to the divided portion (joint) of the rotor 104, so that phase alignment can be performed using the distortion. This will be described in detail below.

図11は、本発明による回転角検出装置800の一実施例を示すシステム構成図である。回転角検出装置800は、上述した回転角センサ100を備える。尚、回転角センサとしては、回転角センサ100に代えて、他の実施例による回転角センサ200,300,400が用いられてもよい。   FIG. 11 is a system configuration diagram showing an embodiment of the rotation angle detection device 800 according to the present invention. The rotation angle detection device 800 includes the rotation angle sensor 100 described above. As the rotation angle sensor, instead of the rotation angle sensor 100, rotation angle sensors 200, 300, and 400 according to other embodiments may be used.

回転角検出装置800は、回転角センサ100からの出力信号を処理して、回転体150の回転角情報を出力する信号処理部700を備える。   The rotation angle detection device 800 includes a signal processing unit 700 that processes an output signal from the rotation angle sensor 100 and outputs rotation angle information of the rotating body 150.

信号処理部700は、レゾルバデジタルコンバータ710(以下、「R/D710」という。)と、0点通過判定部720と、0点カウントアップ補正部730を含む。尚、0点通過判定部720の機能は、0点カウントアップ補正部730の機能と同様、マイクロコンピューターにより実現されてよいし、IC等を用いてハードウェア的に実現されてもよい。また、0点通過判定部720及び0点カウントアップ補正部730は、R/D710内に組み込まれてもよい。   The signal processing unit 700 includes a resolver digital converter 710 (hereinafter referred to as “R / D 710”), a zero point pass determination unit 720, and a zero point count-up correction unit 730. The function of the zero point passage determination unit 720 may be realized by a microcomputer as in the case of the function of the zero point count up correction unit 730, or may be realized by hardware using an IC or the like. Also, the zero point passage determination unit 720 and the zero point count up correction unit 730 may be incorporated in the R / D 710.

動作時、回転角センサ100の励磁コイルには、図示しない交流電源により励磁電圧が印加される。例えば、交流電源は、例えば4Vの交流の入力電圧を、励磁コイルの両端に印加する。励磁コイルが励磁されてそれに磁気力が発生すると、それに伴い、検知コイルが起電する。上述の如く、ロータ104の外形輪郭線は、一定の径ではなく、周期的に変化する径により画成されている。従って、ロータ104が回転すると、ロータ104とステータ106の歯の径方向の距離が周期的に変化するので、それに伴って、磁束抵抗が変化して、当該ステータ106の歯まわりの検知コイルに誘起される電流(出力電圧)が変化する。このような現象を利用して、ロータ104の回転角ひいては回転体150の回転角θが磁気的に検出される。   During operation, an excitation voltage is applied to the excitation coil of the rotation angle sensor 100 by an AC power source (not shown). For example, the AC power source applies an AC input voltage of, for example, 4 V to both ends of the exciting coil. When the excitation coil is excited and a magnetic force is generated, the detection coil generates electricity. As described above, the outer contour line of the rotor 104 is defined not by a constant diameter but by a periodically changing diameter. Therefore, when the rotor 104 rotates, the radial distance between the teeth of the rotor 104 and the stator 106 changes periodically, and accordingly, the magnetic flux resistance changes and is induced in the detection coil around the teeth of the stator 106. The output current (output voltage) changes. By utilizing such a phenomenon, the rotation angle of the rotor 104 and thus the rotation angle θ of the rotating body 150 are magnetically detected.

回転角センサ100には、R/D710が接続される。R/D710には、コイル108の検知コイルからの出力信号(sin相の出力電圧とcos相の出力電圧)が入力される。   An R / D 710 is connected to the rotation angle sensor 100. Output signals from the detection coil of the coil 108 (sin phase output voltage and cos phase output voltage) are input to the R / D 710.

R/D710は、sin相の出力電圧とcos相の出力電圧とに基づいて、ロータ104の回転角θを表すデジタル信号を出力する。ロータの回転角θは、例えば、次式の関係を用いて導出される。
θ=1/N・tan−1(ESIN−GND/ECOS−GND
ここで、ECOS−GNDは、cos相の出力電圧を表し、ESIN−GNDは、sin相の出力電圧を表す。
The R / D 710 outputs a digital signal representing the rotation angle θ of the rotor 104 based on the sin-phase output voltage and the cos-phase output voltage. The rotation angle θ of the rotor is derived using, for example, the relationship of the following equation.
θ = 1 / N · tan-1 (E SIN-GND / E COS-GND )
Here, E COS-GND represents a cos-phase output voltage, and E SIN-GND represents a sin-phase output voltage.

図12(A)は、通常のsin相の出力波形とcos相の出力波形、及び、sin相のピークの波形(包絡線の波形)とcos相のピークの波形を示す。図12(B)は、通常の相対角の出力波形を示す。   FIG. 12A shows a normal sin phase output waveform and a cos phase output waveform, and a sin phase peak waveform (envelope waveform) and a cos phase peak waveform. FIG. 12B shows a normal relative angle output waveform.

図13は、上述の如く2分割されたロータ104を備える回転角センサ100の同出力波形を示す。図14は、上述の如く2分割されたロータ104を備える回転角センサ100の他の出力波形を示す。   FIG. 13 shows the same output waveform of the rotation angle sensor 100 including the rotor 104 divided into two as described above. FIG. 14 shows another output waveform of the rotation angle sensor 100 including the rotor 104 divided into two as described above.

通常の構成、即ちロータが分割されていない構成では、sin相の出力波形とcos相の出力波形に歪が生じないためが、上述の如く2分割されたロータ104を備える回転角センサ100の場合、分割されたロータ104の合わせ目に起因して、出力波形に歪が発生する。   In a normal configuration, that is, in a configuration in which the rotor is not divided, there is no distortion in the output waveform of the sin phase and the output waveform of the cos phase. In the case of the rotation angle sensor 100 including the rotor 104 divided in two as described above. Due to the joint of the divided rotor 104, distortion occurs in the output waveform.

図13に示す例では、分割されたロータ104の合わせ目における切り欠き107(図5(A)参照)が機械角180度付近に対応した位置に設定されており、従って、図13(A)でR1にて示すように、機械角180度付近で、ロータ104とステータ106との間に急激なギャップの増加が生じ、sin相の出力波形とcos相の出力波形に歪が発生する。これに伴い、図13(B)でR2にて示すように、機械角180度付近で、相対角の出力波形にも歪が発生する。   In the example shown in FIG. 13, the notch 107 (see FIG. 5A) at the joint of the divided rotor 104 is set at a position corresponding to a mechanical angle of about 180 degrees. As indicated by R1, a sharp gap increases between the rotor 104 and the stator 106 in the vicinity of a mechanical angle of 180 degrees, and distortion occurs in the output waveform of the sin phase and the output waveform of the cos phase. Accordingly, as indicated by R2 in FIG. 13B, distortion also occurs in the output waveform of the relative angle in the vicinity of the mechanical angle of 180 degrees.

同様に、図14に示す例では、分割されたロータ104の合わせ目における切り欠き107(図5(A)参照)が機械角150度付近に対応した位置に設定されており、従って、図14(A)でS1にて示すように、機械角150度付近で、ロータ104とステータ106との間に急激なギャップの増加が生じ、sin相の出力波形とcos相の出力波形に歪が発生する。これに伴い、図14(B)でS2にて示すように、機械角150度付近で、相対角の出力波形にも歪が発生する。   Similarly, in the example shown in FIG. 14, the notch 107 (see FIG. 5A) at the joint of the divided rotor 104 is set at a position corresponding to a mechanical angle of about 150 degrees. As indicated by S1 in (A), a sudden gap increase occurs between the rotor 104 and the stator 106 near a mechanical angle of 150 degrees, and distortion occurs in the sin phase output waveform and the cos phase output waveform. To do. Accordingly, as indicated by S2 in FIG. 14B, distortion also occurs in the output waveform of the relative angle near the mechanical angle of 150 degrees.

回転角検出装置800は、このような波形の歪(出力信号の特徴)を利用して、位相合わせを行う。以下、この構成について具体的に説明する。   The rotation angle detection apparatus 800 performs phase matching using such waveform distortion (characteristics of the output signal). Hereinafter, this configuration will be specifically described.

図15は、信号処理部700により実現される主要な処理の流れを示すフローチャートである。図16は、0点通過判定処理の説明図である。以下では、前提として、上述の歪が発生するポイントを相対角の「ゼロ点」とする場合について説明する。図15の示す処理ルーチンは、回転角度の演算周期(分解能)に対応した周期で繰り返し実行される。   FIG. 15 is a flowchart showing a main processing flow realized by the signal processing unit 700. FIG. 16 is an explanatory diagram of the zero-point passage determination process. Hereinafter, as a premise, a description will be given of a case where a point where the above-described distortion occurs is a “zero point” of a relative angle. The processing routine shown in FIG. 15 is repeatedly executed at a cycle corresponding to the rotation angle calculation cycle (resolution).

ステップ100では、信号処理部700の0点通過判定部720は、今回周期での機械角の変化に対する電気角の変化量θe/θmに基づいて、即ち、図16に示す相対角の波形の勾配θe/θmに基づいて、0点通過が生じたか否かを判定する。ここで、判定条件は、以下のとおりであってよい。
Xa<θe/θm<Xb、又は、−Xb<θe/θm<−Xa
ここで、Xaは、図16に概念的に示すように、通常時の変化量、即ち0点及び符号変化点を通過していない場合の変化量に対応し、Xbは、cos相とsin相の符号変化時の変化量に対応する。
In step 100, the zero-point passage determination unit 720 of the signal processing unit 700 is based on the change amount θe / θm of the electrical angle with respect to the change of the mechanical angle in the current cycle, that is, the gradient of the relative angle waveform shown in FIG. Based on θe / θm, it is determined whether or not zero point passage has occurred. Here, the determination conditions may be as follows.
Xa <θe / θm <Xb or -Xb <θe / θm <-Xa
Here, as conceptually shown in FIG. 16, Xa corresponds to the amount of change during normal time, that is, the amount of change when not passing through the zero point and the sign change point, and Xb is the cos phase and sin phase. Corresponds to the amount of change when the sign changes.

0点通過が生じた場合には、Xbよりも小さいものの、上述の歪に起因して比較的大きな変化量が生ずる。上記の条件は、このような現象に着目して設定されたものであり、高い精度でゼロ点通過を判定することができる。   When the zero point passage occurs, although it is smaller than Xb, a relatively large change amount occurs due to the above-described distortion. The above conditions are set by paying attention to such a phenomenon, and the zero point passage can be determined with high accuracy.

0点通過判定部720は、0点通過が生じたと判定した場合には、信号処理部700の0点カウントアップ補正部730によるゼロ点カウントアップ補正処理が実行される。一方、0点通過判定部720は、0点通過が生じていないと判定した場合には、次回周期で入力される相対角度情報を用いて、ステップ100の判定を繰り返す。   When the zero point passage determination unit 720 determines that the zero point passage has occurred, the zero point count up correction processing by the zero point count up correction unit 730 of the signal processing unit 700 is executed. On the other hand, when it is determined that the zero point passage has not occurred, the zero point passage determination unit 720 repeats the determination in step 100 using the relative angle information input in the next cycle.

図17は、0点カウントアップ補正部730により実現される0点カウントアップ補正処理の流れを示すフローチャートである。図18は、0点カウントアップ補正処理の説明図であり、各状況下でのカウントアップ値の状態を示す図である。カウントアップ値は、図18(A)に示すように、電気角180度毎に変化し、例えばcos相とsin相の符号変化時に、カウントアップ値が増減される。図18に示す例では、カウントアップ値「4」の位置で、波形に歪が存在する。即ち、カウントアップ値「4」の位置で、ゼロ点通過の判別ポイントが存在する。   FIG. 17 is a flowchart showing the flow of zero point count-up correction processing realized by the zero point count-up correction unit 730. FIG. 18 is an explanatory diagram of the zero-point count-up correction process and shows the state of the count-up value under each situation. As shown in FIG. 18A, the count-up value changes every 180 degrees of electrical angle. For example, the count-up value is increased or decreased when the sign changes between the cos phase and the sin phase. In the example shown in FIG. 18, there is distortion in the waveform at the position of the count-up value “4”. That is, there is a discrimination point for passing the zero point at the position of the count-up value “4”.

ステップ112では、0点カウントアップ補正部730は、今回のゼロ点通過時のゼロ点カウントアップ値Naと、基準ゼロ点カウントアップ値Nb(本例の場合には、Nb=4)との比較処理を行う。ゼロカウントアップ値とは、0点通過が判定された際のカウントアップ値である。   In step 112, the zero-point count-up correction unit 730 compares the zero-point count-up value Na at the current zero-point passage with the reference zero-point count-up value Nb (Nb = 4 in this example). Process. The zero count-up value is a count-up value when the zero point passage is determined.

比較処理の結果、ゼロ点カウントアップ値Naと基準ゼロ点カウントアップ値Nbとが等しい場合(ステップ114のYES),ゼロ点カウントアップ値Naがそのまま保持される。一方、ゼロ点カウントアップ値Naと基準ゼロ点カウントアップ値Nbとが異なる場合(ステップ114のNO)、ゼロ点カウントアップ値Naが基準ゼロ点カウントアップ値Nbに変更されて記憶される(ステップ118)。   As a result of the comparison processing, when the zero point count-up value Na and the reference zero point count-up value Nb are equal (YES in step 114), the zero point count-up value Na is held as it is. On the other hand, when the zero point count-up value Na and the reference zero point count-up value Nb are different (NO in step 114), the zero point count-up value Na is changed to the reference zero point count-up value Nb and stored (step). 118).

ここで、図18(A)に示す状態、即ち現在のカウントアップ値が「7」の状態でイグニッションスイッチがオフとされた場合を想定する。イグニッションスイッチがオフとされた状態で、ステアリングホイールが操作されない場合は、次のイグニッションスイッチがオンとされた際に、カウントアップ値の記憶値「7」は有効であり、そのまま用いることができる。しかしながら、ここでは、イグニッションスイッチがオフとされた状態で、ステアリングホイールが操作され(電気角で約1周期だけ戻され)、実際のカウントアップ値が「5」になった場合を想定する。この場合、次のイグニッションスイッチがオンとされた際に、カウントアップ値の記憶値が「7」であるとしてカウントアップ値の増減が実行される。その後の運転中等に、ステアリングホイールが操作され、0点を通過した時点で、図17に示した0点カウントアップ補正処理が実行される。ここでは、図18(C)に示すように、ステアリングホイールが電気角で約半周期だけ戻された場合を想定する。この際、今回のゼロ点通過時のゼロ点カウントアップ値Naは、「6」となる。即ち、イグニッションスイッチオフ状態でステアリングホイールが操作された分だけ誤差が発生することになる。この際、図17に示した0点カウントアップ補正処理(ステップ116参照)により、ゼロ点カウントアップ値Naが「6」から正しいカウントアップ値「4」に補正される。   Here, it is assumed that the ignition switch is turned off in the state shown in FIG. 18A, that is, the current count-up value is “7”. When the steering wheel is not operated with the ignition switch turned off, the stored value “7” of the count-up value is valid and can be used as it is when the next ignition switch is turned on. However, it is assumed here that the steering wheel is operated (returned by about one cycle in electrical angle) with the ignition switch turned off, and the actual count-up value becomes “5”. In this case, when the next ignition switch is turned on, the count-up value is incremented or decremented assuming that the stored value of the count-up value is “7”. During the subsequent driving or the like, when the steering wheel is operated and the zero point is passed, the zero point count-up correction process shown in FIG. 17 is executed. Here, as shown in FIG. 18C, it is assumed that the steering wheel is returned by an electrical angle by about a half cycle. At this time, the zero point count-up value Na when passing through the zero point this time is “6”. That is, an error occurs as much as the steering wheel is operated with the ignition switch off. At this time, the zero point count-up value Na is corrected from “6” to the correct count-up value “4” by the zero-point count-up correction process (see step 116) shown in FIG.

このように本実施例によれば、例えばイグニションスイッチオフ状態でステアリングホイールが操作された場合や、電源の一時的な遮断等によりカウントアップ値を見失った場合にも、分割されたロータ104の合わせ目に起因して発生する出力波形の特徴を利用して、位相合わせ(カウントアップ値の補正)を行うことができる。これにより、常に高い精度で回転角情報を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, for example, when the steering wheel is operated with the ignition switch turned off, or when the count-up value is lost due to temporary interruption of the power source, the divided rotor 104 is adjusted. Phase matching (correction of the count-up value) can be performed using the characteristics of the output waveform generated due to the eyes. Thereby, rotation angle information can always be obtained with high accuracy.

尚、本実施例では、上述の如く、ロータ104の合わせ目の一方の側に、切り欠き107を設定し、当該切り欠き107に起因して機械角1周期で1回だけ発生する1点の特徴点を用いて、位相合わせを行っている。即ちロータ104の合わせ目の他方の側で発生する比較的微少な歪は無視し、切り欠き107に起因した比較的に大きな歪を利用して、機械角1周期で1点の特徴点を用いて位相合わせを行っている。しかしながら、ロータ104の合わせ目の両側で発生する2点の特徴点を用いて位相合わせを行うことも可能である。この場合、分割されたロータ104の合わせ目に起因した出力波形の特徴が、異なる電気角の位相で発生するように上述の分割ラインTを設定すれば、それぞれの特徴点間を識別できる。この場合、機械角1周期で2回、位相合わせの機会を得ることができる。   In the present embodiment, as described above, the notch 107 is set on one side of the joint of the rotor 104, and one point that is generated only once in one cycle of the mechanical angle due to the notch 107 is set. Phase matching is performed using feature points. That is, a relatively small strain generated on the other side of the joint of the rotor 104 is ignored, and a relatively large strain caused by the notch 107 is used to use one feature point in one cycle of the mechanical angle. Phase matching. However, it is also possible to perform phase alignment using two feature points generated on both sides of the joint of the rotor 104. In this case, if the above-described division line T is set so that the characteristics of the output waveform caused by the joints of the divided rotors 104 are generated at phases of different electrical angles, it is possible to distinguish between the respective characteristic points. In this case, an opportunity for phase alignment can be obtained twice in one cycle of the mechanical angle.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、上述の実施例では、1つの回転角センサ(レゾルバ)を用いているが、2以上の回転角センサを、同様に分割して構成することも可能である。例えば、図19に示すように、冗長性確保のため2系統の回転角センサを近接して設ける場合、当該2つの回転角センサを共に(一体として)径方向に分割して構成することも可能である。   For example, in the above-described embodiment, one rotation angle sensor (resolver) is used. However, two or more rotation angle sensors can be similarly divided and configured. For example, as shown in FIG. 19, when two systems of rotation angle sensors are provided close to each other in order to ensure redundancy, the two rotation angle sensors can be configured to be divided (integrally) in the radial direction. It is.

また、上述の実施例では、回転角を相対角で検出しているが、本発明はこれに限定されることは無く、軸倍角の異なる第2のレゾルバを設定して、回転角を絶対角で検出することも可能である。   In the above-described embodiment, the rotation angle is detected as a relative angle. However, the present invention is not limited to this, and a second resolver having a different shaft multiple angle is set so that the rotation angle is an absolute angle. It is also possible to detect with.

また、上述の実施例では、2分割であったが、3分割以上も可能である。   In the above-described embodiment, the number of divisions is two, but three or more divisions are possible.

また、上述の実施例では、ロータ104の合わせ目に、径が急減する切り欠き107を設定して、出力波形に発生する歪をより顕在化させているが、切り欠き107に代えて、径が急増する凸部を設定してもよい。   In the above-described embodiment, the notch 107 whose diameter rapidly decreases is set at the joint of the rotor 104 to make the distortion generated in the output waveform more obvious. You may set the convex part which increases rapidly.

また、上述の実施例では、1相入力/2相出力の構成であったが、2相入力/1相出力であってもよいし、相の態様は任意である。   In the above-described embodiment, the configuration is one-phase input / 2-phase output. However, two-phase input / 1-phase output may be used, and the phase mode is arbitrary.

また、回転角センサ(レゾルバ)は、上述の実施例のような、ロータに対して径方向に対向する凸状のステータ(歯)に巻線(励磁コイル及び検知コイル)を巻き付け、径方向の磁気抵抗の変化を利用して角度検出を行うタイプに限られない。例えば、回転角センサは、ロータに対して軸方向に対向する凸状のステータコアに巻線(励磁コイル及び検知コイル)を巻き付け、軸方向の磁気抵抗の変化を利用して角度検出を行うタイプであってよい。このタイプの場合、ロータが回転すると、ロータの外周部とステータコアの上面との遮蔽幅が変化し、ステータコアを通る磁束が遮へいされる幅が周期的に変化するので、それに伴って、磁束抵抗が変化して、当該コアまわりの検知コイルに誘起される電流(出力電圧)が変化する。この場合、励磁コイル及び検知コイルは、必ずしも巻き線を巻くタイプである必要はなく、フィルム上のコイル(基板上にプリントされたコイル)を用いて薄型化を図ることも可能である。   In addition, the rotation angle sensor (resolver), as in the above-described embodiment, winds windings (excitation coil and detection coil) around a convex stator (teeth) that faces the rotor in the radial direction. The present invention is not limited to the type that performs angle detection using the change in magnetoresistance. For example, a rotation angle sensor is a type in which a winding (excitation coil and detection coil) is wound around a convex stator core that is axially opposed to a rotor, and angle detection is performed using changes in the axial magnetic resistance. It may be. In this type, when the rotor rotates, the shielding width between the outer peripheral portion of the rotor and the upper surface of the stator core changes, and the width that shields the magnetic flux passing through the stator core changes periodically. The current (output voltage) induced in the detection coil around the core changes. In this case, the excitation coil and the detection coil do not necessarily need to be of a winding type, and can be thinned using a coil on a film (a coil printed on a substrate).

以上のとおり本発明は、パワーステアリング装置におけるステアリングシャフトの回転角度を検出する回転角検出装置を始めとして、回転体の回転角の検出が必要なあらゆる装置において利用することができる。   As described above, the present invention can be used in any device that needs to detect the rotation angle of a rotating body, including a rotation angle detection device that detects the rotation angle of a steering shaft in a power steering device.

回転角センサの一実施例を示す2面図である。It is a 2nd page figure which shows one Example of a rotation angle sensor. 図1のラインA−Aに沿って切断した際の断面図である。It is sectional drawing at the time of cut | disconnecting along line AA of FIG. 本実施例の回転角センサ100の開状態を示す図である。It is a figure which shows the open state of the rotation angle sensor 100 of a present Example. 図3のB部の拡大図であり、コイルの接続態様を示すための図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3 and is a diagram for illustrating a connection mode of coils. ロータ104の形状の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a shape of a rotor 104. 図5(A)のラインD−Dに沿って切断した際の断面図である。It is sectional drawing at the time of cut | disconnecting along the line DD of FIG. 5 (A). 図5(B)のラインD−Dに沿って切断した際の断面図である。It is sectional drawing at the time of cut | disconnecting along the line DD of FIG. 5 (B). その他の実施例による回転角センサ400を示す2面図である。It is a 2nd page figure showing rotation angle sensor 400 by other examples. 開状態の回転角センサ400を示す図である。It is a figure which shows the rotation angle sensor 400 of an open state. 回転体150としての段付きのシャフトに対する組み付け性の説明図である。It is explanatory drawing of the assembly | attachment property with respect to the stepped shaft as the rotary body 150. FIG. 本発明による回転角検出装置800の一実施例を示すシステム構成図である。It is a system block diagram which shows one Example of the rotation angle detection apparatus 800 by this invention. 通常の波形を示す図である。It is a figure which shows a normal waveform. 2分割されたロータ104を備える回転角センサ100の同出力波形を示す図である。It is a figure which shows the same output waveform of the rotation angle sensor 100 provided with the rotor 104 divided into two. 2分割されたロータ104を備える回転角センサ100の他の出力波形を示す図である。It is a figure which shows the other output waveform of the rotation angle sensor 100 provided with the rotor 104 divided into two. 信号処理部700により実現される主要な処理の流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a main processing flow realized by a signal processing unit 700. 0点通過判定処理の説明図である。It is explanatory drawing of 0 point passage determination processing. 0点カウントアップ補正部730により実現される0点カウントアップ補正処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a flow of zero point count-up correction processing realized by a zero point count-up correction unit 730. 0点カウントアップ補正処理の説明図である。It is explanatory drawing of a 0 point count-up correction process. 他の実施例による回転角センサの設置状態を示す図である。It is a figure which shows the installation state of the rotation angle sensor by another Example.

符号の説明Explanation of symbols

100 回転角センサ
102 ケーシング
104 ロータ
106 ステータ
107 切り欠き
108 コイル
110,112 ベアリング
122 ヒンジ部
130 締結具
150 回転体
410 爪
700 信号処理部
710 R/D
720 0点通過判定部
730 0点カウントアップ補正部
800 回転角検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Rotation angle sensor 102 Casing 104 Rotor 106 Stator 107 Notch 108 Coil 110,112 Bearing 122 Hinge part 130 Fastener 150 Rotating body 410 Claw 700 Signal processing part 710 R / D
720 0-point passage determination unit 730 0-point count up correction unit 800 rotation angle detection device

Claims (4)

回転体の回転角を検出する回転角検出装置であって、
径方向に2分割される本体を有する回転角センサを備えることを特徴とする、回転角検出装置。
A rotation angle detection device for detecting a rotation angle of a rotating body,
A rotation angle detection device comprising a rotation angle sensor having a main body divided into two in the radial direction.
前記回転角センサが、回転体と共に回転するロータと、ステータと、励磁コイル及び検知コイルとを備え、ロータの回転に伴って周期的に変化する磁束抵抗を利用して回転体の回転角を検出する請求項1に記載の回転角検出装置であって、
検知コイルから入力される出力信号を処理して、回転体の回転角情報を出力する信号処理部を備え、
前記信号処理部が、分割されたロータの合わせ目に起因して発生する出力信号の特徴を利用して、回転体の回転角情報を生成することを特徴とする、回転角検出装置。
The rotation angle sensor includes a rotor that rotates together with the rotating body, a stator, an excitation coil, and a detection coil, and detects the rotation angle of the rotating body using magnetic flux resistance that periodically changes as the rotor rotates. The rotation angle detection device according to claim 1,
A signal processing unit that processes an output signal input from the detection coil and outputs rotation angle information of the rotating body,
The rotation angle detection device, wherein the signal processing unit generates rotation angle information of a rotating body using a feature of an output signal generated due to a split rotor joint.
ロータの径は、ロータの回転角を変数とし軸倍角により周期が定まる略正弦波関数に従って、変化するように決定され、
ロータは、分割されたロータの合わせ目の両側に起因した出力信号の2点の特徴が、該正弦波関数における異なる位相で出現するように、分割される、請求項1又は2に記載の回転角検出装置。
The diameter of the rotor is determined so as to change according to a substantially sine wave function in which the rotation angle of the rotor is a variable and the period is determined by the shaft angle multiplier,
The rotation according to claim 1 or 2, wherein the rotor is split such that two points of the output signal due to both sides of the split rotor seam appear at different phases in the sinusoidal function. Angle detection device.
ロータは、径が分割された合わせ目で急変するように、構成される、請求項1〜3の何れかに記載の回転角検出装置。   The rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotor is configured to change abruptly at a joint having a divided diameter.
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