JP2015527584A - センサ装置、操舵制御装置、及び回転角検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・・・(1)
上記式(1)中、atan2は、個々の偏角の符号を考慮したアークタンジェント関数の1つとしてよく知られており、PY1は磁界のy方向成分に相当する第1センサ素子HS1の検出値、PY2は磁界のy方向成分に相当する第2センサ素子HS2の検出値、PZ1は磁界のz方向成分に相当する第1センサ素子HS1の検出値、PZ2は磁界のz方向成分に相当する第2センサ素子HS2の検出値である。
図5は、回転軸AXが複数回にわたって回転する際の、前後方向位置情報LPと相対回転角RRとを例示する図である。相対回転角RRは、−180°から+180°までの限られた回転角範囲を周期的に繰り返すことがわかる。前後方向位置情報LPは、基本的にブロック状の一定値、即ち個々の範囲ごとにほぼ一定となっているが、隣接する2つの範囲の間では絶対値が異なっている。
図6は、第1センサ素子HS1及び第2センサ素子HS2に接続される演算回路EVの具体的な一実施形態を示す図である。なお、第1センサ素子HS1及び第2センサ素子HS2からは、例えば磁界の様々な成分に関連した信号など、複数のセンサ信号を出力することが可能である。
Claims (15)
- 静止部材(ST)内に回転可能に配置された回転軸(AX)と、前記回転軸(AX)に取り付けられて前記回転軸(AX)と一体的に回転すると共に、前記回転軸(AX)に沿った前後方向に位置を変更可能なリング磁石(RM)と、前記回転軸(AX)の回転運動を前記リング磁石(RM)の前後方向運動に変換する変位手段(SM)とを備えた機構と共に用いられるセンサ装置であって、
互いに離間して配置され、それぞれが多次元磁界強度を検出すると共に、それぞれが少なくとも2つの空間次元(x,y,z)についての検出値(PX1,PX2,PY1,PY2,PZ1,PZ2)を出力する第1センサ素子(HS1)及び第2センサ素子(HS2)と、
演算回路(EV)とを備え、
前記演算回路(EV)は、
前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)の少なくとも一方の検出値(PX1,PX2,PY1,PY2,PZ1,PZ2)に基づき、前記回転軸(AX)についての相対回転角(RR)を求め、
前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)の両方の検出値(PX1,PX2,PY1,PY2,PZ1,PZ2)に基づき、前記回転軸(AX)に対する前記リング磁石(RM)の前後方向位置情報(LP)を求め、
前記相対回転角(RR)と前記前後方向位置情報(LP)とに基づき、前記回転軸(AX)について、変動範囲が1回転を超える回転範囲に及ぶ絶対回転角(AR)を求める
ことを特徴とするセンサ装置。 - 前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)のそれぞれは、第1の空間次元(z)についての第1検出値(PZ1,PZ2)と、第2の空間次元(y)についての第2検出値(PY1,PY2)とを出力することを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記第1の空間次元(z)及び前記第2の空間次元(y)は、それぞれが前記リング磁石(RM)の回転中心軸に対して直角をなすと共に、互いに直角をなすことを特徴とする請求項2に記載のセンサ装置。
- 前記第1の空間次元(z)は、前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)が共有する面に対して直角をなすことを特徴とする請求項3に記載のセンサ装置。
- 前記演算回路(EV)は、前記第1センサ素子(HS1)と前記第2センサ素子(HS2)との第1検出値(PZ1,PZ2)の比に基づいて、前記前後方向位置情報(LP)を求めることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記演算回路(EV)は、
前記第1センサ素子(HS1)の第2検出値(PY1)と、前記第1センサ素子(HS1)の第1検出値(PZ1)との比、
前記第2センサ素子(HS2)の第2検出値(PY2)と、前記第2センサ素子(HS2)の第1検出値(PZ2)との比、ならびに
前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)の第2検出値(PY1,PY2)の合計値と、前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)の第1検出値(PZ1,PZ2)の合計値との比
の少なくとも1つに基づき前記相対回転角(RR)を求めることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載のセンサ装置。 - 前記演算回路(EV)は、アークタンジェント関数を用いて、前記前後方向位置情報(LP)及び前記相対回転角(RR)の少なくとも一方を求めることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記演算回路(EV)は、前記前後方向位置情報(LP)に基づいてオフセット角(RO)を求め、前記オフセット角(RO)と前記相対回転角(RR)とを合算することにより前記絶対回転角(AR)を求めることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記演算回路(EV)は、前記前後方向位置情報(LP)に基づき、特定のオフセット角の値に関連付けられたルックアップテーブルを使用すること、及び特定のオフセット角の値に関連付けられた複数の数値範囲と前記前後方向位置情報(LP)とを比較することの少なくとも一方により、前記オフセット角(RO)を求めることを特徴とする請求項8に記載のセンサ装置。
- 前記静止部材(ST)と、前記リング磁石(RM)と、前記変位手段(SM)とを更に備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のセンサ装置。
- 前記回転軸(AX)を更に備え、
前記変位手段(SM)が、前後方向に延びる溝(SL)を有すると共に、前記回転軸(AX)が、前記溝(SL)と係合するキー(KY)を有するか、もしくは
前記回転軸(AX)が、前後方向に延びる溝(SL)を有すると共に、前記変位手段(SM)が、前記溝(SL)と係合するキー(KY)を有する
ことを特徴とする請求項10に記載のセンサ装置。 - 前記変位手段(SM)は、前記静止部材(ST)の雌ねじ部(IT)に螺合する雄ねじ部(OT)を備えることにより、前記変位手段(SM)の回転運動が、前記変位手段(SM)の付加的な前後方向運動に変換されることを特徴とする請求項10または11に記載のセンサ装置。
- 請求項10〜12のいずれか1項に記載のセンサ装置を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
- 静止部材(ST)内に回転可能に配置された回転軸(AX)と、前記回転軸(AX)に取り付けられて前記回転軸(AX)と一体的に回転すると共に、前記回転軸(AX)に沿った前後方向に位置を変更可能なリング磁石(RM)と、前記回転軸(AX)の回転運動を前記リング磁石(RM)の前後方向運動に変換する変位手段(SM)と、互いに離間して配置され、それぞれが多次元磁界強度を検出する第1センサ素子(HS1)及び第2センサ素子(HS2)とを備えた機構と共に用いられる絶対回転角検出方法であって、
前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)を用い、少なくとも2つの空間次元(x,y,z)についての検出値(PX1,PX2,PY1,PY2,PZ1,PZ2)を生成する工程と、
前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)の少なくとも一方の検出値(PX1,PX2,PY1,PY2,PZ1,PZ2)に基づき、前記回転軸(AX)についての相対回転角(RR)を求める工程と、
前記第1センサ素子(HS1)及び前記第2センサ素子(HS2)の両方の検出値(PX1,PX2,PY1,PY2,PZ1,PZ2)に基づき、前記回転軸(AX)に対する前記リング磁石(RM)の前後方向位置情報(LP)を求める工程と、
前記相対回転角(RR)と前記前後方向位置情報(LP)とに基づき、前記回転軸(AX)について、変動範囲が1回転を超える回転範囲に及ぶ絶対回転角(AR)を求める工程と
を備えることを特徴とする絶対回転角検出方法。 - 前記絶対回転角(AR)を求める工程は、
前記前後方向位置情報(LP)に基づいてオフセット角(RO)を求める工程と、
前記オフセット角(RO)に前記相対回転角(RR)を合算することにより前記絶対回転角(AR)を求める工程と
を備えることを特徴とする請求項14に記載の絶対回転角検出方法。
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