JP2013024638A - 相対角度検出装置、トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁極が交互に等配された第1多磁極リング13及び第2多磁極リング14を例えばトーションバー2cで連結されたインプットシャフト2a及びアウトプットシャフト2bの夫々に設け、固定部位に設けられた磁気センサからなる第1回転角度センサ15及び第2回転角度センサ16で第1多磁極リング13及び第2多磁極リング14の回転状態に応じたsin信号及びcos信号を出力し、第1回転角度センサ15の第1sin信号と第2回転角度センサ16の第2sin信号との加算SIN信号及び第1回転角度センサ15の第1cos信号と第2回転角度センサ16の第2cos信号との加算COS信号を生成し、加算SIN信号及び加算COS信号の夫々の二乗値を加算した二乗値加算値Zからインプットシャフト2a及びアウトプットシャフト2bの相対角度を検出する。
【選択図】図2
Description
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、構成の簡潔な相対角度検出装置、トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明のトルクセンサは、前記相対角度検出装置によりトーションバーで連結された二軸の相対角度を検出し、その相対角度から2軸に生じるトルクを算出するトルク算出部を備えたことを特徴とするものである。
また、本発明のトルクセンサによれば、相対角度検出装置で検出された二軸の相対角度からトーションバーに生じている捻り力、即ち第1回転軸及び第2回転軸に生じるトルクを算出することで、トルクを高精度に検出することができる。
図1は、本実施形態の電動パワーステアリング装置の構成図である。図中の符号1は、ステアリングシャフト2の車両後方端部に取付けられたステアリングホイールである。ステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1が取付けられるインプットシャフト(第1回転軸)2aと、トーションバー2c(図2参照)を介してインプットシャフト2aに連結されたアウトプットシャフト(第2回転軸)2bを備えて構成される。
2はステアリングシャフト
2aはインプットシャフト(第1回転軸)
2bはアウトプットシャフト(第2回転軸)
2cはトーションバー
4、6はユニバーサルジョイント
5は中間シャフト
7はピニオンシャフト
8はステアリングギヤ機構
9はタイロッド
10はアシストトルク機構
11は減速ギヤ機構
12は電動モータ
13は第1多磁極リング
14は第2多磁極リング
15は第1回転角度センサ
16は第2回転角度センサ
17は第1sin磁気センサ
18は第1cos磁気センサ
19は第2sin磁気センサ
20は第2cos磁気センサ
21は第1磁気センサ
22は第2磁気センサ
23は第1凹凸リング
24は第2凹凸リング
25は第1sin磁気センサ
26は第1cos磁気センサ
27は第2sin磁気センサ
28は第2cos磁気センサ
29は差動増幅器
30は加算器
31はトルクセンサ
32は走行速度センサ
33はコントローラ
34はモータ駆動部
35は相対角度・トルク算出部
36は第1ロータ
37は第2ロータ
38はステータ
39は加減算器
40は全波整流・平滑回路
41はAD変換器
Claims (12)
- 同軸上に配置されている第1回転軸と第2回転軸との相対角度を検出する相対角度検出装置であって、周方向に異なる磁極が交互に等配され且つ前記第1回転軸及び第2回転軸の夫々と同期回転する第1多磁極リング及び第2多磁極リングと、前記第1回転軸とも第2回転軸とも同期回転しない固定部位に設けられ且つ前記第1多磁極リング及び第2多磁極リングの夫々の回転角度を検出して互いに位相の90°ずれたsin信号及びcos信号を出力する第1回転角度センサ及び第2回転角度センサと、前記第1回転角度センサの第1sin信号と第2回転角度センサの第2sin信号との加算SIN信号及び第1回転角度センサの第1cos信号と第2回転角度センサの第2cos信号との加算COS信号を生成し、加算SIN信号及び加算COS信号の夫々の二乗値を加算した二乗値加算値Zから前記第1回転軸及び第2回転軸の相対角度を検出する相対角度検出部とを備えたことを特徴とする相対角度検出装置。
- 前記第1回転角度センサは第1sin信号を出力する第1sin磁気センサ及び第1cos信号を出力する第1cos磁気センサからなり、前記第2回転角度センサは第2sin信号を出力する第2sin磁気センサ及び第2cos信号を出力する第2cos磁気センサからなり、前記第1回転軸と第2回転軸とに相対角度のない状態で第1多磁極リングの磁極と第2多磁極リングの磁極とに位相ずれがなく、第1sin磁気センサと第2sin磁気センサとを第1多磁極リング及び第2多磁極リングの磁極ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置し、第1cos磁気センサと第2cos磁気センサとを第1多磁極リング及び第2多磁極リングの磁極ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置したことを特徴とする請求項1に記載の相対角度検出装置。
- 前記第1回転角度センサは第1sin信号を出力する第1sin磁気センサ及び第1cos信号を出力する第1cos磁気センサからなり、前記第2回転角度センサは第2sin信号を出力する第2sin磁気センサ及び第2cos信号を出力する第2cos磁気センサからなり、前記第1sin磁気センサと第2sin磁気センサとは第1回転軸及び第2回転軸の周方向に位相ずれがなく、前記第1cos磁気センサと第2cos磁気センサとは第1回転軸及び第2回転軸の周方向に位相ずれがなく、前記第1回転軸と第2回転軸とに相対角度のない状態で第1多磁極リングと第2多磁極リングとを当該第1多磁極リング及び第2多磁極リングの磁気ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置したことを特徴とする請求項1に記載の相対角度検出装置。
- 前記第1回転角度センサは第1sin信号及び第1cos信号の二相の出力信号を出力する一つの第1磁気センサからなり、前記第2回転角度センサは第2sin信号及び第2cos信号の二相の出力信号を出力する一つの第2cos磁気センサからなり、前記第1回転軸と第2回転軸とに相対角度のない状態で第1多磁極リングの磁極と第2多磁極リングの磁極とに位相ずれがなく、第1磁気センサと第2磁気センサとを第1多磁極リング及び第2多磁極リングの磁極ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置したことを特徴とする請求項1に記載の相対角度検出装置。
- 前記第1回転角度センサは第1sin信号及び第1cos信号の二相の出力信号を出力する一つの第1磁気センサからなり、前記第2回転角度センサは第2sin信号及び第2cos信号の二相の出力信号を出力する一つの第2磁気センサからなり、前記第1磁気センサと第2磁気センサとは第1回転軸及び第2回転軸の周方向に位相ずれがなく、前記第1回転軸と第2回転軸とに相対角度のない状態で第1多磁極リングと第2多磁極リングとを当該第1多磁極リング及び第2多磁極リングの磁気ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置したことを特徴とする請求項1に記載の相対角度検出装置。
- 同軸上に配置されている第1回転軸と第2回転軸との相対角度を検出する相対角度検出装置であって、周方向に凹凸が交互に等配され且つ前記第1回転軸及び第2回転軸の夫々と同期回転する磁性体の第1凹凸リング及び第2凹凸リングと、前記第1回転軸とも第2回転軸とも同期回転しない固定部位に設けられ且つ前記第1凹凸リング及び第2凹凸リングの夫々の回転角度を検出して互いに位相の90°ずれたsin信号及びcos信号を出力する第1回転角度センサ及び第2回転角度センサと、前記第1回転角度センサの第1sin信号と第2回転角度センサの第2sin信号との加算SIN信号及び第1回転角度センサの第1cos信号と第2回転角度センサの第2cos信号との加算COS信号を生成し、加算SIN信号及び加算COS信号の夫々の二乗値を加算した二乗値加算値Zから前記第1回転軸及び第2回転軸の相対角度を検出する相対角度検出部とを備えたことを特徴とする相対角度検出装置。
- 前記第1回転角度センサは磁石を搭載したホール素子によって第1sin信号を出力する第1sin磁気センサ及び第1cos信号を出力する第1cos磁気センサからなり、前記第2回転角度センサは磁石を搭載したホール素子によって第2sin信号を出力する第2sin磁気センサ及び第2cos信号を出力する第2cos磁気センサからなり、前記第1回転軸と第2回転軸とに相対角度のない状態で第1凹凸リングの凹凸と第2凹凸リングの凹凸とに位相ずれがなく、第1sin磁気センサと第2sin磁気センサとを第1凹凸リング及び第2凹凸リングの凹凸ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置し、第1cos磁気センサと第2cos磁気センサとを第1凹凸リング及び第2凹凸リングの凹凸ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置したことを特徴とする請求項6に記載の相対角度検出装置。
- 前記第1回転角度センサは磁石を搭載したホール素子によって第1sin信号を出力する第1sin磁気センサ及び第1cos信号を出力する第1cos磁気センサからなり、前記第2回転角度センサは磁石を搭載したホール素子によって第2sin信号を出力する第2sin磁気センサ及び第2cos信号を出力する第2cos磁気センサからなり、前記第1sin磁気センサと第2sin磁気センサとは第1回転軸及び第2回転軸の周方向に位相ずれがなく、前記第1cos磁気センサと第2cos磁気センサとは第1回転軸及び第2回転軸の周方向に位相ずれがなく、前記第1回転軸と第2回転軸とに相対角度のない状態で第1凹凸リングと第2凹凸リングとを当該第1凹凸リング及び第2凹凸リングの凹凸ピッチに対して電気角度90°分だけ移相させて配置したことを特徴とする請求項6に記載の相対角度検出装置。
- 同軸上に配置されている第1回転軸と第2回転軸との相対角度を検出する相対角度検出装置であって、前記第1回転軸及び第2回転軸の夫々に取付けられ且つ外周に複数歯を等配に有し且つ第1回転軸と第1回転軸とに相対角度のない状態で互いに電気角度90°分だけ移相させて配置された第1ロータ及び第2ロータと、前記第1回転軸とも第2回転軸とも同期回転しない固定部位に設けられ且つ前記第1ロータ及び第2ロータを覆い且つ複数の極が等配に形成され且つ前記各極に巻付けたコイルにより電機子巻線が形成されたステータと、前記コイルに励磁信号を供給する励磁信号供給手段と、前記励磁信号が供給されたときのコイルの+SIN信号、+COS信号、−SIN信号、−COS信号の4相の出力信号を夫々、A、B、C、Dとしたとき、Z=(A−C)2+(B−D)2で得られる二乗値加算値Zから前記第1回転軸及び第2回転軸の相対角度を検出する相対角度検出部とを備えたことを特徴とする相対角度検出装置。
- 前記相対角度検出部は、前記コイルの+SIN信号、+COS信号、−SIN信号、−COS信号の4相の出力信号を夫々独立した二系統取出し、夫々の系統毎に得られる前記二乗値加算値Zから前記第1回転軸及び第2回転軸の相対角度を二系統検出することを特徴とする請求項9に記載の相対角度検出装置。
- 前記請求項1乃至10の何れか一項に記載の相対角度検出装置によりトーションバーで連結された二軸の相対角度を検出し、その相対角度から2軸に生じるトルクを算出するトルク算出部を備えたことを特徴とするトルクセンサ。
- 前記請求項11に記載のトルクセンサをトーションバーで連結されたインプットシャフト及びアウトプットシャフトに取付けて当該インプットシャフト及びアウトプットシャフトに生じるトルクを検出することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016208712A1 (ja) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
JP2017015696A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
JP2017044683A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
CN107709947A (zh) * | 2015-06-26 | 2018-02-16 | 日本精工株式会社 | 相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆 |
CN109990808A (zh) * | 2017-12-26 | 2019-07-09 | Tdk株式会社 | 运算处理装置、扭矩传感器及动力转向装置 |
CN113108689A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-13 | 韩国Skf密封解决方案(株) | 多旋转绝对位置检测扭矩角度传感器模块 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01199129A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-10 | Hitachi Ltd | 回転力測定装置 |
JP2005043094A (ja) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Koyo Seiko Co Ltd | 回転角度検出装置及びトルク検出装置 |
JP2011080782A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Showa Corp | トルク検出装置、トルク検出方法及びパワーステアリング装置 |
-
2011
- 2011-07-19 JP JP2011157840A patent/JP5810698B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01199129A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-10 | Hitachi Ltd | 回転力測定装置 |
JP2005043094A (ja) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Koyo Seiko Co Ltd | 回転角度検出装置及びトルク検出装置 |
JP2011080782A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Showa Corp | トルク検出装置、トルク検出方法及びパワーステアリング装置 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016208712A1 (ja) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
JP2017015696A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
CN107709947A (zh) * | 2015-06-26 | 2018-02-16 | 日本精工株式会社 | 相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆 |
US10035535B2 (en) | 2015-06-26 | 2018-07-31 | Nsk Ltd. | Relative angle detection device, torque sensor, electric power steering device and vehicle |
CN107709947B (zh) * | 2015-06-26 | 2019-02-01 | 日本精工株式会社 | 相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆 |
EP3290886A4 (en) * | 2015-06-26 | 2019-02-27 | NSK Ltd. | RELATIVE ANGLE DETECTION APPARATUS, TORQUE SENSOR, POWER ASSISTED STEERING APPARATUS, AND VEHICLE |
JP2017044683A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
CN109990808A (zh) * | 2017-12-26 | 2019-07-09 | Tdk株式会社 | 运算处理装置、扭矩传感器及动力转向装置 |
CN113108689A (zh) * | 2020-01-09 | 2021-07-13 | 韩国Skf密封解决方案(株) | 多旋转绝对位置检测扭矩角度传感器模块 |
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