JP2019082358A - Angle detection device, relative angle detection device, torque sensor, electric power steering device and vehicle - Google Patents

Angle detection device, relative angle detection device, torque sensor, electric power steering device and vehicle Download PDF

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Abstract

To provide an angle detection device and a relative angle detection device each of which can detect an angle with a higher degree of accuracy, and a torque sensor, an electric power steering device and a vehicle.SOLUTION: The angle detection device comprises: a first shaft; a first multipolar magnet; a first magnet sensor; a second magnet sensor; and an angle correction unit. The first magnet sensor can output a first distance correlation value in accordance with a first distance to the first multipolar magnet, and the second magnet sensor can output a second distance correlation value in accordance with a second distance to the first multipolar magnet. The angle correction unit calculates a first correction angle of the first multipolar magnet on the basis of a first angle detected by the first magnet sensor in accordance with rotation of the first multipolar magnet, the first distance correlation value, a second angle detected by the second magnet sensor in accordance with the rotation of the first multipolar magnet, and the second distance correlation value.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、角度検出装置、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に関する。   The present invention relates to an angle detection device, a relative angle detection device, a torque sensor, an electric power steering device, and a vehicle.

車両には、モータで生じる補助操舵力によって操舵を補助する電動パワーステアリング装置が搭載される。電動パワーステアリング装置は、トルクセンサが出力する操舵トルクに基づいてモータを制御する。トルクセンサは、角度検出装置が検出する入力軸及び出力軸の回転角度から操舵トルクを算出する。例えば、特許文献1には、角度検出装置の一例が記載されている。特許文献1に記載の角度検出装置は、回転体に設けられたターゲットの位置を検出し、該位置に応じた検出信号を出力する検出手段と、ゲインを乗じた検出信号に基づいて回転体の回転角度を算出する角度算出手段と、検出信号の最大値及び最小値の差が予め設定された基準差になるようにゲインを補正するゲイン補正手段と、を備える。   The vehicle is equipped with an electric power steering device that assists steering by the assist steering force generated by the motor. The electric power steering apparatus controls the motor based on the steering torque output by the torque sensor. The torque sensor calculates a steering torque from the rotation angle of the input shaft and the output shaft detected by the angle detection device. For example, Patent Document 1 describes an example of an angle detection device. The angle detection device described in Patent Document 1 detects a position of a target provided on a rotating body, and outputs a detection signal corresponding to the position, and a detection signal obtained by multiplying a gain. An angle calculation unit that calculates a rotation angle, and a gain correction unit that corrects a gain so that the difference between the maximum value and the minimum value of the detection signal becomes a preset reference difference.

特開2003−83823号公報JP 2003-83823 A

ここで、角度検出装置は、より精度良く角度を検出することが望まれている。   Here, it is desired that the angle detection device detect the angle more accurately.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、より精度良く角度を検出することができる角度検出装置、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を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an angle detection device, a relative angle detection device, a torque sensor, an electric power steering device, and a vehicle that can detect an angle more accurately. The purpose is.

上記の目的を達成するため、一態様に係る角度検出装置は、第1シャフトと、前記第1シャフトの回転に連動して回転し、前記第1シャフトの周方向に沿って異なる磁極が交互に配置された第1多極磁石と、前記第1多極磁石の外周側に配置する第1磁気センサと、前記第1多極磁石の外周側に配置する第2磁気センサと、角度補正部と、を備え、前記第1磁気センサと前記第2磁気センサとは、前記第1多極磁石を挟んで180°対称の位置とは異なり、かつ前記第1多極磁石の周囲において周方向に異なる位置に配置され、前記第1磁気センサは、前記第1多極磁石との第1距離に応じた第1距離相関値を出力可能であり、前記第2磁気センサは、前記第1多極磁石との第2距離に応じた第2距離相関値を出力可能であり、前記角度補正部は、前記第1多極磁石の回転に応じて前記第1磁気センサが検出した第1角度、前記第1距離相関値、前記第1多極磁石の回転に応じて前記第2磁気センサが検出した第2角度、及び前記第2距離相関値に基づいて、前記第1多極磁石の第1補正角度を算出する。   In order to achieve the above object, the angle detection device according to one aspect rotates in conjunction with the rotation of the first shaft and the first shaft, and different magnetic poles alternate along the circumferential direction of the first shaft. A first multipole magnet disposed, a first magnetic sensor disposed on the outer circumferential side of the first multipole magnet, a second magnetic sensor disposed on the outer circumferential side of the first multipole magnet, and an angle correction unit And the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are different from the 180 ° symmetrical position sandwiching the first multipole magnet, and are different in the circumferential direction around the first multipole magnet. The first magnetic sensor may be disposed at a position, and the first magnetic sensor may output a first distance correlation value according to a first distance to the first multipole magnet, and the second magnetic sensor may be configured to output the first multipole magnet. A second distance correlation value corresponding to a second distance between The second magnetic sensor detects the first angle detected by the first magnetic sensor according to the rotation of the first multipole magnet, the first distance correlation value, and the rotation of the first multipole magnet. A first correction angle of the first multipole magnet is calculated based on the second angle and the second distance correlation value.

これによれば、角度検出装置は、第1シャフト又は第1多極磁石の基準回転軸に対しての相対的な第1の変位による誤差が補正された第1多極磁石の回転角度を検出できる。その結果、角度検出装置は、第1多極磁石の回転角度の検出精度を高めることができる。   According to this, the angle detection device detects the rotation angle of the first multipole magnet in which the error due to the first displacement relative to the reference rotation axis of the first shaft or the first multipole magnet is corrected. it can. As a result, the angle detection device can improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole magnet.

角度検出装置の望ましい態様として、前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した磁束密度の値であり、前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した磁束密度の値である。   As a desirable mode of the angle detection device, the first distance correlation value is a value of the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor, and the second distance correlation value is a value of the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor. It is a value.

これによれば、第1磁気センサが検出した磁束密度、及び第2磁気センサが検出した磁束密度に基づいて演算し、第1多極磁石の回転角度の検出精度を高めることができる。   According to this, it is possible to calculate based on the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor and the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor, and to improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole magnet.

角度検出装置の望ましい態様として、下記式(1)に示す前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg1と、下記式(2)に示す前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように、前記第1多極磁石の第1補正角度を算出する。   As a desirable mode of the angle detection device, the distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor and the first multipole magnet shown in the following formula (1), the second magnetic sensor shown in the following formula (2), and the first The first correction angle of the first multipole magnet is calculated such that the distance displacement Δg2 with the multipole magnet becomes zero.

Figure 2019082358
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Figure 2019082358
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ここで、Bim1は、前記第1磁気センサが検出した磁束密度の値であり、Bio1は、前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第1基準距離量の場合において、前記第1磁気センサが検出する磁束密度の値であり、Bim2は、前記第2磁気センサが検出した磁束密度の値であり、Bio2は、前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第2基準距離量の場合において、前記第2磁気センサが検出する磁束密度の値であり、Kは、0以外の所定の定数である。 Here, B im1 is a value of the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor, and B io1 is that the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet is a first reference distance amount In the case, the value of the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor, B im2 is the value of the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor, and B io2 is the value of the second magnetic sensor and the first magnetic sensor. When the distance to the multipolar magnet is a second reference distance amount, it is a value of the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor, and K i is a predetermined constant other than zero.

これによれば、第1磁気センサが検出した磁束密度と、第2磁気センサが検出した磁束密度とに基づいて演算し、第1多極磁石の回転角度の検出精度を高めることができる。   According to this, it is possible to calculate based on the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor and the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor to improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole magnet.

角度検出装置の望ましい態様として、前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に反比例し、前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に反比例する。   As a desirable mode of the angle detection device, the first distance correlation value is obtained based on an electrical angle detected by the first magnetic sensor, and a distance between the first magnetic sensor and the first multipolar magnet. The second distance correlation value is inversely proportional to the amount, the second distance correlation value is determined based on the electrical angle detected by the second magnetic sensor, and is inversely proportional to the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet. Do.

これによれば、第1磁気センサが検出した電気角度と、第2磁気センサが検出した電気角度に基づいて演算し、第1多極磁石の回転角度の検出精度を高めることができる。   According to this, it is possible to calculate based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor and the electrical angle detected by the second magnetic sensor, and to improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole magnet.

角度検出装置の望ましい態様として、下記式(3)に示す前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg1と、下記式(4)に示す前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように、前記第1多極磁石の第1補正角度を算出し、かつ前記第1距離相関値Pim1が下記式(5)及び下記式(7)を満たし、前記第2距離相関値Pim2が下記式(6)及び下記式(8)を満たす。 As a desirable mode of the angle detection device, the distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor and the first multipole magnet shown in the following formula (3), the second magnetic sensor shown in the following formula (4), and the first The first correction angle of the first multipole magnet is calculated so that the distance displacement Δg2 to the multipole magnet becomes 0, and the first distance correlation value P im1 is expressed by the following formula (5) and the following formula The second distance correlation value P im2 satisfies the following Expression (6) and the following Expression (8).

Figure 2019082358
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ここで、sinθie1及びcosθie1は、前記第1磁気センサが検出した電気角の関数であり、sinθie2及びcosθie2は、前記第2磁気センサが検出した電気角の関数であり、sinθio1及びcosθio1は、前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第1基準距離量の場合において、前記第1磁気センサが検出した電気角の関数であり、第1距離相関値Pio1は、前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第1基準距離量の場合における第1距離相関値Pim1であり、sinθio2及びcosθio2は、前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第2基準距離量の場合において、前記第2磁気センサが検出した電気角の関数であり、第2距離相関値Pio2は、前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第2基準距離量の場合における第2距離相関値Pim2であり、K、K、及びKは、それぞれ、0以外の所定の定数である。 Here, sin θ ie1 and cos θ ie1 are functions of the electrical angle detected by the first magnetic sensor, and sin θ ie2 and cos θ ie2 are functions of the electrical angle detected by the second magnetic sensor, and sin θ io1 and cos θ io 1 is a function of an electrical angle detected by the first magnetic sensor when the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet is a first reference distance amount, and the first distance correlation is the value P io1, the distance between the first magnetic sensor and the first multi-pole magnet is a first distance correlation value P im1 in the case of the first reference distance amount, sin [theta io2 and cos [theta] io2, the first in case the distance between the two magnetic sensors first multi-pole magnet is in the second reference distance amount is a function of the electrical angle and the second magnetic sensor detects a second distance correlation value P io2 is Serial distance between the second magnetic sensor and the first multi-pole magnet is a second distance correlation value P im2 in the case of the second reference distance amount, K i, K 1, and K 2 are, respectively, 0 It is a predetermined constant other than.

これによれば、第1磁気センサが検出した電気角度と、第2磁気センサが検出した電気角度とに基づいて演算し、第1多極磁石の回転角度の検出精度を高めることができる。   According to this, it is possible to calculate based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor and the electrical angle detected by the second magnetic sensor, and to improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole magnet.

角度検出装置の望ましい態様として、前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した磁束密度に基づいて求められ、かつ前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例し、前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した磁束密度に基づいて求められ、かつ前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例する。   As a desirable mode of the angle detection device, the first distance correlation value is obtained based on the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor, and a distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet. In proportion to the amount, the second distance correlation value is determined based on the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor, and is proportional to the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet. Do.

これによれば、第1磁気センサが検出した磁束密度と、第2磁気センサが検出した磁束密度とに基づいて演算し、第1多極磁石の回転角度の検出精度を高めることができる。   According to this, it is possible to calculate based on the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor and the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor to improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole magnet.

角度検出装置の望ましい態様として、前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例し、前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例する。   As a desirable mode of the angle detection device, the first distance correlation value is obtained based on an electrical angle detected by the first magnetic sensor, and a distance between the first magnetic sensor and the first multipolar magnet. In proportion to the amount, the second distance correlation value is determined based on the electrical angle detected by the second magnetic sensor, and is proportional to the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet. Do.

これによれば、第1磁気センサが検出した電気角度と、第2磁気センサが検出した電気角度とに基づいて演算し、第1多極磁石の回転角度の検出精度を高めることができる。   According to this, it is possible to calculate based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor and the electrical angle detected by the second magnetic sensor, and to improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole magnet.

角度検出装置の望ましい態様として、前記第1多極磁石は、それぞれの前記磁極のピッチが同じであり、予め定められた第1シャフト又は前記第1多極磁石の回転中心の基準となる回転基準位置から前記第1磁気センサの検出基準位置及び前記第2磁気センサの検出基準位置へ引いた線分がなす角度は、前記第1多極磁石の1磁極対分の機械角を整数倍した角度であり、前記第1角度と前記第2角度とを比較して、前記第1磁気センサ、及び前記第2磁気センサのうち少なくとも1つが異常であることを検出可能である異常検出部を備える。これによれば、第1磁気センサ及び第2磁気センサのうち少なくとも1つが異常であることを検出することができる。   As a desirable mode of the angle detection device, the first multipole magnet has the same pitch of the respective magnetic poles, and a rotation reference which is a reference of a predetermined first shaft or a rotation center of the first multipole magnet. An angle formed by a line segment drawn from a position to a detection reference position of the first magnetic sensor and a detection reference position of the second magnetic sensor is an angle obtained by integral multiples of a mechanical angle of one magnetic pole pair of the first multipole magnet And an abnormality detection unit capable of detecting that at least one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is abnormal by comparing the first angle and the second angle. According to this, it is possible to detect that at least one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is abnormal.

角度検出装置の望ましい態様として、前記第1多極磁石と同期して回転する第1ギヤと、前記第1ギヤと噛み合い、前記第1ギヤの回転により回転駆動する第2ギヤと、円柱形状であり、円柱の径方向に磁化され、前記第2ギヤと一体に回転する磁石と、前記磁石の回転軸上に配置されたアングル磁気センサと、を備え、前記アングル磁気センサは、前記磁石の1回転の磁界変化で1周期の信号を出力し、前記第1ギヤに対する前記第2ギヤのギヤ比と前記第1多極磁石の磁極数との積は、2以外であることが好ましい。これによれば、第1多極磁石の回転数を算出できる。より好ましくは、前記角度補正部は、前記アングル磁気センサの信号と前記第1角度とからバーニア演算を実行して、前記第1多極磁石の360度以下の回転角度、又は前記第1多極磁石の360度を超える回転角度を絶対角で算出する。   As a desirable mode of the angle detection device, a first gear rotating in synchronization with the first multipole magnet, a second gear meshing with the first gear, and rotationally driven by the rotation of the first gear, and a cylindrical shape A magnet that is magnetized in the radial direction of the cylinder and rotates integrally with the second gear; and an angle magnetic sensor disposed on the rotation axis of the magnet, the angle magnetic sensor comprising one of the magnets It is preferable that a signal of one cycle is output as a change in magnetic field of rotation, and the product of the gear ratio of the second gear to the first gear and the number of magnetic poles of the first multipole magnet is other than two. According to this, the number of rotations of the first multipole magnet can be calculated. More preferably, the angle correction unit executes a vernier operation from the signal of the angle magnetic sensor and the first angle, and the rotation angle of the first multipole magnet is 360 degrees or less, or the first multipole The rotation angle of the magnet over 360 degrees is calculated as an absolute angle.

角度検出装置の望ましい態様として、前記第1シャフト又は前記第1多極磁石の基準回転軸から前記第1磁気センサの検出基準位置までの半径は、前記基準回転軸から前記第2磁気センサの検出基準位置までの半径と同じであることが好ましい。   As a desirable mode of the angle detection device, a radius from a reference rotation axis of the first shaft or the first multipole magnet to a detection reference position of the first magnetic sensor is a detection of the second magnetic sensor from the reference rotation axis Preferably, it is the same as the radius to the reference position.

前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサは、前記第1シャフトの軸方向にみて、直線上に並び、前記第1シャフト又は前記第1多極磁石の基準回転軸から前記第1磁気センサの検出基準位置までの半径は、前記基準回転軸から前記第2磁気センサの検出基準位置までの半径とは異なることが好ましい。   The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged in a straight line when viewed in the axial direction of the first shaft, and the first magnetic sensor and the second multipole magnet are rotated from a reference rotation axis of the first shaft or the first multipole magnet. Preferably, the radius to the detection reference position is different from the radius from the reference rotation axis to the detection reference position of the second magnetic sensor.

本発明の一態様に係る相対角度検出装置は、上述した角度検出装置である第1角度検出装置と、第2シャフトと、前記第2シャフトの回転に連動して回転し、前記第2シャフトの周方向に沿って異なる磁極が交互に配置された第2多極磁石と、前記第2多極磁石の外周側に配置する第3磁気センサと、前記第2多極磁石の外周側に配置する第4磁気センサと、を備え、前記第3磁気センサと前記第4磁気センサとは、前記第2多極磁石を挟んで180°対称の位置とは異なり、かつ前記第2多極磁石の周囲において周方向に異なる位置に配置され、前記第3磁気センサは、前記第2多極磁石との第3距離に応じた第3距離相関値を出力可能であり、前記第4磁気センサは、前記第2多極磁石との第4距離に応じた第4距離相関値を出力可能であり、前記角度補正部は、前記第2多極磁石の回転に応じて前記第3磁気センサが検出した第3角度、前記第3距離相関値、前記第2多極磁石の回転に応じて前記第4磁気センサが検出した第4角度、及び前記第4距離相関値に基づいて、前記第2多極磁石の第2補正角度を算出する第2角度検出装置と、前記第1補正角度と前記第2補正角度との差分から前記第1多極磁石と前記第2多極磁石との相対的な回転角度を算出する差分演算部と、を備える。   The relative angle detection device according to one aspect of the present invention is rotated in conjunction with the rotation of the first shaft, the second shaft, and the second shaft, which is the above-described angle detection device, of the second shaft A second multipole magnet in which different magnetic poles are alternately arranged along a circumferential direction, a third magnetic sensor disposed on the outer circumferential side of the second multipole magnet, and an outer circumferential side of the second multipole magnet And a fourth magnetic sensor, wherein the third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor are different from the 180 ° symmetrical position with respect to the second multipole magnet, and the periphery of the second multipole magnet Are disposed at different positions in the circumferential direction, and the third magnetic sensor can output a third distance correlation value according to a third distance to the second multipole magnet, and the fourth magnetic sensor is configured to It is possible to output the fourth distance correlation value according to the fourth distance to the second multipole magnet The angle correction unit is configured to adjust a third angle detected by the third magnetic sensor according to the rotation of the second multipole magnet, the third distance correlation value, and the rotation of the second multipole magnet. A second angle detection device that calculates a second correction angle of the second multipole magnet based on a fourth angle detected by a fourth magnetic sensor and the fourth distance correlation value; the first correction angle; And a difference operation unit that calculates a relative rotation angle between the first multipole magnet and the second multipole magnet from a difference between the second correction angle and the second correction angle.

これによれば、相対角度検出装置は、誤差が補正された第1補正角度と誤差が補正された第2角度との差分から相対的な回転角度の精度を高めることができる。   According to this, the relative angle detection device can increase the accuracy of the relative rotation angle from the difference between the first correction angle in which the error is corrected and the second angle in which the error is corrected.

本発明の一態様に係るトルクセンサは、トーションバーと、前記トーションバーの一端部と前記トーションバーの他端部との前記相対的な回転角度を検出する、上述した相対角度検出装置と、前記相対角度検出装置が算出した前記相対的な回転角度に基づいて、前記トーションバーに加わるトルクを算出するトルク演算部と、を備える。これにより、トルクの検出精度を高めることができる。   A torque sensor according to an aspect of the present invention includes: a torsion bar; the relative angle detection device described above that detects the relative rotation angle of one end of the torsion bar and the other end of the torsion bar; And a torque calculation unit that calculates a torque applied to the torsion bar based on the relative rotation angle calculated by the relative angle detection device. Thereby, detection accuracy of torque can be raised.

本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置は、上述したトルクセンサを備える。これにより、高い精度で算出されたトルクに基づいて、モータへ供給する電流値を制御できる。その結果、電動パワーステアリング装置は、違和感の少ない補助操舵トルクを出力することができる。   An electric power steering apparatus according to an aspect of the present invention includes the torque sensor described above. Thus, the current value supplied to the motor can be controlled based on the torque calculated with high accuracy. As a result, the electric power steering apparatus can output the assist steering torque with less discomfort.

本発明の一態様に係る車両は、上述した電動パワーステアリング装置を備える。当該車両によれば、電動パワーステアリング装置が正確な補助操舵トルクを出力するため、操作性が向上する。   A vehicle according to an aspect of the present invention includes the above-described electric power steering device. According to the vehicle, since the electric power steering apparatus outputs the correct assist steering torque, the operability is improved.

本発明によれば、より精度良く角度を検出することができる角度検出装置、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を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an angle detection device, a relative angle detection device, a torque sensor, an electric power steering device, and a vehicle capable of detecting an angle more accurately.

図1は、実施形態1に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a vehicle equipped with the electric power steering apparatus according to the first embodiment. 図2は、実施形態1に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of the electric power steering apparatus according to the first embodiment. 図3は、実施形態1に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a functional block of the torque sensor according to the first embodiment. 図4は、実施形態1に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing the torque sensor according to the first embodiment. 図5は、実施形態1に係る入力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 5 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs the rotation angle of the input shaft according to the first embodiment. 図6は、実施形態1に係る第1磁気センサを貫通する磁束の向きを説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory view for explaining the direction of the magnetic flux penetrating the first magnetic sensor according to the first embodiment. 図7は、実施形態1に係る第1磁気センサが回転を検出する原理を説明するための説明図である。FIG. 7 is an explanatory view for explaining the principle of detection of rotation by the first magnetic sensor according to the first embodiment. 図8は、実施形態1に係る第1磁気センサが検出する磁束密度を示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor according to the first embodiment. 図9は、実施形態1に係るトルクセンサの入力軸が基準回転軸から変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 9 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when the input shaft of the torque sensor according to the first embodiment is displaced from the reference rotation shaft. 図10は、実施形態1に係る出力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs the rotation angle of the output shaft according to the first embodiment. 図11は、実施形態1に係るトルクセンサの出力軸が基準回転軸から変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 11 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when the output shaft of the torque sensor according to the first embodiment is displaced from the reference rotation shaft. 図12は、実施形態1に係るトルクセンサが操舵トルクを算出する手順を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of calculating a steering torque by the torque sensor according to the first embodiment. 図13は、実施形態1に係る異常検出部が回転角度センサの異常を検出する手順を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure in which the abnormality detection unit according to the first embodiment detects an abnormality in the rotation angle sensor. 図14は、実施形態1に係る異常検出部が第1磁気センサ及び第2磁気センサの異常を検出する方法を説明するための説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram for describing a method of detecting an abnormality of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor according to the first embodiment. 図15は、実施形態2に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。FIG. 15 is a schematic view showing a functional block of the torque sensor according to the second embodiment. 図16は、実施形態2に係る回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 16 is a plan view schematically showing the rotation angle sensor according to the second embodiment. 図17は、実施形態2に係る回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 17 is a plan view schematically showing the rotation angle sensor according to the second embodiment. 図18は、実施形態2の変形例1に係る入力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 18 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs a rotation angle of an input shaft according to a first modification of the second embodiment. 図19は、実施形態2の変形例1に係るトルクセンサの入力軸が変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 19 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when an input shaft of a torque sensor according to a first modification of the second embodiment is displaced. 図20は、実施形態2の変形例1に係る出力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 20 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs the rotation angle of the output shaft according to the first modification of the second embodiment. 図21は、実施形態2の変形例1に係るトルクセンサの出力軸が変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 21 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when an output shaft of a torque sensor according to a first modification of the second embodiment is displaced. 図22は、実施形態2の変形例2に係る回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 22 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor according to a second modification of the second embodiment. 図23は、実施形態2の変形例3に係る回転角度センサを模式的に示す平面図である。FIG. 23 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor according to a third modification of the second embodiment. 図24は、実施形態3に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。FIG. 24 is a schematic view showing a functional block of a torque sensor according to a third embodiment. 図25は、実施形態3に係るトルクセンサが操舵トルクを算出する手順を示すフローチャートである。FIG. 25 is a flowchart showing a procedure of calculating a steering torque by the torque sensor according to the third embodiment. 図26は、実施形態3に係る第1磁気センサの距離に応じた第1相関値を説明するための説明図である。FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining a first correlation value according to the distance of the first magnetic sensor according to the third embodiment. 図27は、実施形態3に係る第2磁気センサの距離に応じた第2相関値を説明するための説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram for describing a second correlation value according to the distance of the second magnetic sensor according to the third embodiment. 図28は、実施形態3に係る第1磁気センサ又は第2磁気センサの出力特性を説明するための説明図である。FIG. 28 is an explanatory view for explaining output characteristics of the first magnetic sensor or the second magnetic sensor according to the third embodiment. 図29は、実施形態3の変形例に係る第1磁気センサを説明するための説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram for describing a first magnetic sensor according to a modification of the third embodiment. 図30は、実施形態3の変形例に係る第1磁気センサ又は第2磁気センサの出力特性を説明するための説明図である。FIG. 30 is an explanatory view for explaining output characteristics of the first magnetic sensor or the second magnetic sensor according to the modification of the third embodiment. 図31は、実施形態4に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。FIG. 31 is a schematic view showing a functional block of a torque sensor according to a fourth embodiment. 図32は、実施形態4に係るトルクセンサが操舵トルクを算出する手順を示すフローチャートである。FIG. 32 is a flowchart showing a procedure of calculating a steering torque by the torque sensor according to the fourth embodiment. 図33は、実施形態4に係る第1磁気センサの距離に応じた第1相関値を説明するための説明図である。FIG. 33 is an explanatory diagram for explaining a first correlation value according to the distance of the first magnetic sensor according to the fourth embodiment. 図34は、実施形態4の変形例に係る第1磁気センサの距離に応じた第1相関値を説明するための説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram for explaining a first correlation value according to the distance of the first magnetic sensor according to the modification of the fourth embodiment. 図35は、実施形態5に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。FIG. 35 is a perspective view schematically showing a torque sensor according to the fifth embodiment. 図36は、実施形態5に係るアングル磁気センサと磁石との位置関係を説明するための平面図である。FIG. 36 is a plan view for explaining the positional relationship between the angle magnetic sensor and the magnet according to the fifth embodiment. 図37は、実施形態5に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。FIG. 37 is a schematic view showing a functional block of the torque sensor according to the fifth embodiment. 図38は、実施形態5に係る第1角度及びアングル磁気センサ検出角度と第1多極磁石の磁極との関係を示す説明図である。FIG. 38 is an explanatory view showing a relationship between a first angle and angle magnetic sensor detection angle according to Embodiment 5 and a magnetic pole of a first multipole magnet.

以下、発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。   Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the following embodiments. Further, constituent elements in the following embodiments include those which can be easily conceived by those skilled in the art, those substantially the same, and so-called equivalent ranges. Furthermore, the components disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。図2は、実施形態1に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。図1に示すように、車両101は、電動パワーステアリング装置80を搭載している。図2に示すように、電動パワーステアリング装置80は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、操舵力アシスト機構83と、ユニバーサルジョイント84と、ロアシャフト85と、ユニバーサルジョイント86と、を備え、ピニオンシャフト87に接合されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a vehicle equipped with the electric power steering apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic view of the electric power steering apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the vehicle 101 is equipped with an electric power steering device 80. As shown in FIG. 2, in the electric power steering apparatus 80, the steering wheel 81, the steering shaft 82, the steering force assist mechanism 83, the universal joint 84, and the lower shaft 85 are transmitted in the order of transmission of the force applied by the operator. And a universal joint 86, and is joined to the pinion shaft 87.

図2に示すように、ステアリングシャフト82は、入力軸82aと、出力軸82bと、を備える。入力軸82aの一方の端部がステアリングホイール81に連結され、入力軸82aの他方の端部が出力軸82bに連結される。また、出力軸82bの一方の端部が入力軸82aに連結され、出力軸82bの他方の端部がユニバーサルジョイント84に連結される。本実施形態では、入力軸82a及び出力軸82bは、機械構造用炭素鋼(SC材(Carbon Steel for Machine Structural Use))又は機械構造用炭素鋼鋼管(いわゆるSTKM材(Carbon Steel Tubes for Machine Structural Purposes))等の一般的な鋼材等から形成される。   As shown in FIG. 2, the steering shaft 82 includes an input shaft 82 a and an output shaft 82 b. One end of the input shaft 82a is connected to the steering wheel 81, and the other end of the input shaft 82a is connected to the output shaft 82b. Further, one end of the output shaft 82b is connected to the input shaft 82a, and the other end of the output shaft 82b is connected to the universal joint 84. In the present embodiment, the input shaft 82a and the output shaft 82b are carbon steel for machine structure (SC material (Carbon Steel for Machine Structural Use)) or carbon steel tube for machine structure (so-called STKM material (Carbon Steel Tubes for Machine Structural Purposes) ) Etc. are formed from common steel materials etc.

図2に示すように、ロアシャフト85は、ユニバーサルジョイント84を介して出力軸82bに連結される部材である。ロアシャフト85の一方の端部がユニバーサルジョイント84に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント86に連結される。また、ピニオンシャフト87の一方の端部がユニバーサルジョイント86に連結され、ピニオンシャフト87の他方の端部がステアリングギヤ88に連結される。   As shown in FIG. 2, the lower shaft 85 is a member connected to the output shaft 82 b via the universal joint 84. One end of the lower shaft 85 is connected to the universal joint 84 and the other end is connected to the universal joint 86. Further, one end of the pinion shaft 87 is connected to the universal joint 86, and the other end of the pinion shaft 87 is connected to the steering gear 88.

図2に示すように、ステアリングギヤ88は、ピニオン88aと、ラック88bと、を備える。ピニオン88aは、ピニオンシャフト87に連結される。ラック88bは、ピニオン88aに噛み合う。ステアリングギヤ88は、ピニオン88aに伝達された回転運動をラック88bで直進運動に変換する。ラック88bは、タイロッド89に連結される。   As shown in FIG. 2, the steering gear 88 includes a pinion 88 a and a rack 88 b. The pinion 88 a is coupled to the pinion shaft 87. The rack 88 b meshes with the pinion 88 a. The steering gear 88 converts the rotational motion transmitted to the pinion 88a into a linear motion at the rack 88b. The rack 88 b is connected to the tie rod 89.

図2に示すように、操舵力アシスト機構83は、減速装置92と、モータ93と、を備える。モータ93は、例えばブラシレスモータである。減速装置92は、例えばウォーム減速装置である。モータ93で生じたトルクは、減速装置92の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置92は、ウォーム及びウォームホイール(ウォームギヤ)によって、モータ93で生じたトルクを増加させる。そして、減速装置92は、出力軸82bに補助操舵トルクを与える。電動パワーステアリング装置80は、コラムアシスト方式である。   As shown in FIG. 2, the steering force assist mechanism 83 includes a reduction gear 92 and a motor 93. The motor 93 is, for example, a brushless motor. The reduction gear 92 is, for example, a worm reduction gear. The torque generated by the motor 93 is transmitted to the worm wheel via the worm in the reduction gear 92 to rotate the worm wheel. The reduction gear 92 increases the torque generated by the motor 93 by means of a worm and a worm wheel (worm gear). Then, the reduction gear 92 applies an auxiliary steering torque to the output shaft 82b. The electric power steering apparatus 80 is a column assist system.

電動パワーステアリング装置80は、モータ制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)90と、入力軸82aの回転角度を出力する回転角度センサ10と、出力軸82bの回転角度を出力する回転角度センサ20と、車速センサ95と、を備える。車速センサ95は、車体に備えられ、CAN(Controller Area Network)通信により信号として車速SVをECU90に出力する。ECU90には、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置99(例えば車載のバッテリ)から電力が供給される。ECU90は、回転角度センサ10が出力する入力軸82aの回転角度信号、及び回転角度センサ20が出力する出力軸82bの回転角度信号を取得する。ECU90は、車速センサ95から車体の車速SVを取得する。ECU90は、回転検出部23から出力される情報を動作情報SYとして取得する。ECU90は、モータ93の取得した回転角度信号に基づく操舵トルクの情報と車速SVと動作情報SYとに基づいて補助操舵指令値を算出する。そして、ECU90は、その算出された補助操舵指令値に基づいてモータ93へ供給する電力値SXを調節する。   The electric power steering apparatus 80 includes an ECU (Electronic Control Unit) 90 as a motor control apparatus, a rotation angle sensor 10 outputting a rotation angle of an input shaft 82a, and a rotation angle sensor 20 outputting a rotation angle of an output shaft 82b. , And a vehicle speed sensor 95. The vehicle speed sensor 95 is provided on the vehicle body, and outputs the vehicle speed SV as a signal to the ECU 90 by CAN (Controller Area Network) communication. Electric power is supplied to the ECU 90 from the power supply device 99 (for example, an on-board battery) while the ignition switch 98 is on. The ECU 90 acquires the rotation angle signal of the input shaft 82a output by the rotation angle sensor 10 and the rotation angle signal of the output shaft 82b output by the rotation angle sensor 20. The ECU 90 acquires the vehicle speed SV of the vehicle body from the vehicle speed sensor 95. The ECU 90 acquires information output from the rotation detection unit 23 as operation information SY. The ECU 90 calculates the assist steering command value based on the information of the steering torque based on the rotation angle signal acquired by the motor 93, the vehicle speed SV and the operation information SY. Then, the ECU 90 adjusts the power value SX supplied to the motor 93 based on the calculated assist steering command value.

ステアリングホイール81に入力された操作者(運転者)の操舵力は、入力軸82aを介して操舵力アシスト機構83の減速装置92に伝わる。この時、ECU90は、入力軸82a及び出力軸82bの回転角度信号と、車速SVと、動作情報SYと、を取得する。そして、ECU90は、モータ93の動作を制御する。モータ93が作り出した補助操舵トルクは、減速装置92に伝えられる。   The steering force of the operator (driver) input to the steering wheel 81 is transmitted to the reduction gear 92 of the steering force assist mechanism 83 via the input shaft 82a. At this time, the ECU 90 acquires rotation angle signals of the input shaft 82a and the output shaft 82b, the vehicle speed SV, and the operation information SY. Then, the ECU 90 controls the operation of the motor 93. The assist steering torque generated by the motor 93 is transmitted to the reduction gear 92.

出力軸82bを介して出力された操舵トルク(補助操舵トルクを含む)は、ユニバーサルジョイント84を介してロアシャフト85に伝達され、さらにユニバーサルジョイント86を介してピニオンシャフト87に伝達される。ピニオンシャフト87に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ88を介してタイロッド89に伝達され、車輪を変位させる。   The steering torque (including the auxiliary steering torque) output via the output shaft 82 b is transmitted to the lower shaft 85 via the universal joint 84 and further transmitted to the pinion shaft 87 via the universal joint 86. The steering force transmitted to the pinion shaft 87 is transmitted to the tie rod 89 via the steering gear 88 to displace the wheel.

(トルクセンサ)
次に、図3から図5を参照して実施形態1に係るトルクセンサ400について説明する。図3は、実施形態1に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図4は、実施形態1に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。図5は、実施形態1に係る入力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。
(Torque sensor)
Next, the torque sensor 400 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3 is a schematic view showing a functional block of the torque sensor according to the first embodiment. FIG. 4 is a perspective view schematically showing the torque sensor according to the first embodiment. FIG. 5 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs the rotation angle of the input shaft according to the first embodiment.

図3に示すように、トルクセンサ400は、相対角度検出部300と、トルク演算部402と、を備える。相対角度検出部300は、入力軸82aと出力軸82bとの相対的な回転角度である相対角度Δθioを検出する相対角度検出装置ともいえる。相対角度検出部300は、相対角度Δθioをトルク演算部402に出力する。図4に示すように、入力軸82aと出力軸82bは、トーションバー82cによって連結されている。トーションバー82cは、例えば、鋼材で形成された弾性部材である。 As shown in FIG. 3, the torque sensor 400 includes a relative angle detection unit 300 and a torque calculation unit 402. The relative angle detection unit 300 can also be said to be a relative angle detection device that detects a relative angle Δθ io that is a relative rotation angle between the input shaft 82 a and the output shaft 82 b. The relative angle detection unit 300 outputs the relative angle Δθ io to the torque calculation unit 402. As shown in FIG. 4, the input shaft 82a and the output shaft 82b are connected by a torsion bar 82c. The torsion bar 82c is, for example, an elastic member formed of a steel material.

図3に示すように、トルク演算部402は、相対角度Δθioに基づいて、操舵トルクTを算出する。例えば、トルク演算部402は、トーションバー82cの特性によって決まる、相対角度Δθioと操舵トルクTとの関係を記憶している。トルク演算部402は、相対角度検出部300から入力された相対角度Δθioと、記憶された相対角度Δθioと操舵トルクTとの関係と、に基づいて操舵トルクTを算出する。トルク演算部402は、算出した操舵トルクTをモータ制御部91に出力する。モータ制御部91は、上述した電力値SXを調整するECU90の制御部である。 As shown in FIG. 3, the torque calculation unit 402 calculates the steering torque T based on the relative angle Δθ io . For example, the torque calculator 402 stores the relationship between the relative angle Δθ io and the steering torque T, which is determined by the characteristics of the torsion bar 82c. The torque calculator 402 calculates the steering torque T based on the relative angle Δθ io input from the relative angle detector 300 and the relationship between the stored relative angle Δθ io and the steering torque T. The torque calculation unit 402 outputs the calculated steering torque T to the motor control unit 91. The motor control unit 91 is a control unit of the ECU 90 that adjusts the power value SX described above.

図3に示すように、相対角度検出部300は、誤差が補正された入力軸82aの回転角度である第1補正角度θisを検出する第1角度検出部100と、誤差が補正された出力軸82bの回転角度である第2補正角度θosを検出する第2角度検出部200と、差分演算部302と、を備える。差分演算部302は、第1補正角度θisと第2補正角度θosとの差分を算出することで、相対角度Δθioを算出する。 As shown in FIG. 3, the relative angle detection unit 300 detects the first correction angle θ is , which is the rotation angle of the input shaft 82a whose error has been corrected, and the output after the error is corrected. A second angle detection unit 200 that detects a second correction angle θ os that is a rotation angle of the shaft 82b, and a difference calculation unit 302. The difference calculation unit 302 calculates the relative angle Δθ io by calculating the difference between the first correction angle θ is and the second correction angle θ os .

図3に示すように、第1角度検出部100は、回転角度センサ10と、記憶部102と、入力軸側の角度補正部104と、異常検出部106と、を備える。図4に示すように、回転角度センサ10は、第1多極磁石12と、基板14と、入力軸側の第1磁気センサ16(以下、第1磁気センサ16という。)と、入力軸側の第2磁気センサ18(以下、第2磁気センサ18という。)と、を備える。   As shown in FIG. 3, the first angle detection unit 100 includes a rotation angle sensor 10, a storage unit 102, an angle correction unit 104 on the input shaft side, and an abnormality detection unit 106. As shown in FIG. 4, the rotation angle sensor 10 includes a first multipole magnet 12, a substrate 14, a first magnetic sensor 16 on the input shaft side (hereinafter referred to as the first magnetic sensor 16), and an input shaft side. And a second magnetic sensor 18 (hereinafter referred to as a second magnetic sensor 18).

図4に示すように、第1多極磁石12は、例えば、ラジアル方向に着磁されたリング形状の磁石である。第1多極磁石12は、交互に配置されたS極及びN極を平面視で円形の外周面に有する。第1多極磁石12の磁極数mは、例えば、20であるがこれに限定されない。   As shown in FIG. 4, the first multipole magnet 12 is, for example, a ring-shaped magnet magnetized in the radial direction. The first multipole magnet 12 has alternately arranged south poles and north poles on a circular outer peripheral surface in plan view. The number m of magnetic poles of the first multipole magnet 12 is, for example, 20, but is not limited thereto.

図4及び図5に示す基準回転軸Ax0は、入力軸82a又は出力軸82bの回転軸が誤差なく回転している場合の回転軸を示す。基準回転軸Ax0は、第1シャフトである入力軸82a、第2シャフトである出力軸82b、第1多極磁石12又は第2多極磁石22の回転中心の基準であって、後述する変位Xがなかったとした場合の回転軸である。 The reference rotation axis Ax0 shown in FIGS. 4 and 5 indicates a rotation axis when the rotation axis of the input shaft 82a or the output shaft 82b rotates without an error. The reference rotation axis Ax0 is a reference of the rotation center of the input shaft 82a which is the first shaft, the output shaft 82b which is the second shaft, the first multipole magnet 12 or the second multipole magnet 22, It is a rotation axis in the case where there was no i .

図4に示すように、第1多極磁石12は、例えば、入力軸82aの回転軸と同軸となるように、入力軸82aの出力軸82b側の端部に取り付けられている。第1多極磁石12には、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等が用いられる。なお、図5に示す第1多極磁石12の回転位置は、基準位置を示している。基準位置において、入力軸82aの回転軸又は第1多極磁石12の回転中心が基準回転軸Ax0にあって、第1多極磁石12、第1磁気センサ16、及び第2磁気センサ18が予め定められた位置にある。同様に、基準位置において、出力軸82bの回転軸又は第2多極磁石22の回転中心が基準回転軸Ax0にあって、第2多極磁石22、第3磁気センサ26、及び第4磁気センサ28が予め定められた位置にある。例えば、図5において、基準位置は、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18が第1多極磁石12のN極とS極との境に対向した位置を示す。   As shown in FIG. 4, the first multipole magnet 12 is attached to an end of the input shaft 82a on the side of the output shaft 82b, for example, so as to be coaxial with the rotation shaft of the input shaft 82a. For the first multipole magnet 12, for example, a neodymium magnet, a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet or the like is used according to the required magnetic flux density. The rotational position of the first multipole magnet 12 shown in FIG. 5 indicates a reference position. In the reference position, the rotation axis of the input shaft 82a or the rotation center of the first multipole magnet 12 is at the reference rotation axis Ax0, and the first multipole magnet 12, the first magnetic sensor 16, and the second magnetic sensor 18 It is in the fixed position. Similarly, at the reference position, the rotation axis of the output shaft 82b or the rotation center of the second multipole magnet 22 is at the reference rotation axis Ax0, and the second multipole magnet 22, the third magnetic sensor 26, and the fourth magnetic sensor 28 are in a predetermined position. For example, in FIG. 5, the reference position indicates the position where the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 face the boundary between the N pole and the S pole of the first multipole magnet 12.

図3に示すように、第2角度検出部200は、回転角度センサ20と、出力軸側の角度補正部204と、異常検出部206と、を備える。図4に示すように、回転角度センサ20は、第2多極磁石22と、基板24と、出力軸側の第3磁気センサ26(以下、第3磁気センサ26という。)と、出力軸側の第4磁気センサ28(以下、第4磁気センサ28という。)と、を備える。   As shown in FIG. 3, the second angle detection unit 200 includes a rotation angle sensor 20, an angle correction unit 204 on the output shaft side, and an abnormality detection unit 206. As shown in FIG. 4, the rotation angle sensor 20 includes a second multipole magnet 22, a substrate 24, a third magnetic sensor 26 on the output shaft side (hereinafter referred to as the third magnetic sensor 26), and an output shaft side. And a fourth magnetic sensor 28 (hereinafter referred to as a fourth magnetic sensor 28).

図4に示すように、第2多極磁石22は、出力軸82bの入力軸82a側の端部に取り付けられ、出力軸82bと同期して回転すること以外は、第1多極磁石12と同様である。すなわち、第2多極磁石22は、磁極数及び磁極のピッチが第1多極磁石12と同じである。なお、第2多極磁石22は、磁極数及び磁極のピッチが第1多極磁石12と異なってもよい。   As shown in FIG. 4, the second multipole magnet 22 is attached to the end of the output shaft 82b on the side of the input shaft 82a, and rotates with the first multipole magnet 12 except that it rotates in synchronization with the output shaft 82b. It is similar. That is, the second multipole magnet 22 has the same number of magnetic poles and the same pitch as the first multipole magnet 12. The number of magnetic poles and the pitch of the magnetic poles of the second multipole magnet 22 may be different from that of the first multipole magnet 12.

図5に示すように、第1磁気センサ16、及び第2磁気センサ18は、基準回転軸Ax0を中心とする半径Rの第1円C1上に配置され、かつ第1多極磁石12の外周面に対向するように、基板14に配置される。第1磁気センサ16、及び第2磁気センサ18が第1円C1上に配置されるとは、それぞれのセンサの検出基準位置16P、18Pが第1円C1上に位置することである。基板14は、例えば、車体に固定されている。図5に示す直線L0は、基準回転軸Ax0から第1多極磁石12の回転の基準方向へ引いた直線である。回転の基準方向は、第1多極磁石12の回転の基準方向を定めるために便宜上設定されており、任意に設定してよい。図5に示す直線L1は、基準回転軸Ax0と検出基準位置16Pとを結ぶ線分である。図5に示す直線L2は、基準回転軸Ax0と検出基準位置18Pとを結ぶ線分である。図5に示す方向46は、基準回転軸Ax0のラジアル方向である。すなわち、方向46とは、第1多極磁石12と、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18と、が互いに近づく又は離れる方向である。図5に示す方向48は、方向46と直交する方向である。   As shown in FIG. 5, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are disposed on a first circle C1 of a radius R centered on the reference rotation axis Ax0, and the outer periphery of the first multipole magnet 12 It is disposed on the substrate 14 so as to face the surface. The arrangement of the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 on the first circle C1 means that the detection reference positions 16P and 18P of the respective sensors are located on the first circle C1. The substrate 14 is fixed to, for example, a vehicle body. The straight line L0 shown in FIG. 5 is a straight line drawn from the reference rotation axis Ax0 in the reference direction of the rotation of the first multipole magnet 12. The reference direction of rotation is set for convenience to determine the reference direction of rotation of the first multipole magnet 12, and may be set arbitrarily. A straight line L1 shown in FIG. 5 is a line segment connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 16P. A straight line L2 shown in FIG. 5 is a line segment connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 18P. The direction 46 shown in FIG. 5 is the radial direction of the reference rotation axis Ax0. That is, the direction 46 is a direction in which the first multipole magnet 12 and the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 approach or separate from each other. The direction 48 shown in FIG. 5 is orthogonal to the direction 46.

図4に示すように、第3磁気センサ26、及び第4磁気センサ28は、検出基準位置26P、28Pが基準回転軸Ax0を中心とする半径Rの第2円C2上に配置され、かつ第2多極磁石22の外周面に対向するように基板24に配置される。基板24は、例えば、車体に固定されている。なお、第1円C1の半径と第2円C2の半径とは、異なる長さでもよい。   As shown in FIG. 4, the third magnetic sensor 26 and the fourth magnetic sensor 28 are disposed on the second circle C2 of the radius R with the detection reference positions 26P and 28P centered on the reference rotation axis Ax0, and It is disposed on the substrate 24 so as to face the outer peripheral surface of the two multipole magnet 22. The substrate 24 is fixed to, for example, a vehicle body. The radius of the first circle C1 and the radius of the second circle C2 may have different lengths.

図6は、実施形態1に係る第1磁気センサを貫通する磁束の向きを説明するための説明図である。図6に示す磁力線12mは、第1多極磁石12の磁力線を示している。   FIG. 6 is an explanatory view for explaining the direction of the magnetic flux penetrating the first magnetic sensor according to the first embodiment. Magnetic lines of force 12 m shown in FIG. 6 indicate lines of magnetic force of the first multipole magnet 12.

図6に示すように、第1磁気センサ16の検出基準位置16Pを貫通する磁力線12mの向きは、第1多極磁石12が1磁極対分回転する毎に1回転する。第1多極磁石12が1磁極対分回転するとは、磁極数を20としている本実施形態1において、入力軸82aの機械角で36度分回転することに相当する。つまり、第1磁気センサ16の検出基準位置16Pを貫通する磁束の向きは、第1多極磁石12の回転により周期的に変化する。   As shown in FIG. 6, the direction of the magnetic line of force 12m penetrating the detection reference position 16P of the first magnetic sensor 16 makes one rotation each time the first multipole magnet 12 rotates by one magnetic pole pair. The rotation of the first multipole magnet 12 by one magnetic pole pair corresponds to rotation by 36 degrees at the mechanical angle of the input shaft 82a in the first embodiment in which the number of magnetic poles is 20. That is, the direction of the magnetic flux passing through the detection reference position 16P of the first magnetic sensor 16 changes periodically due to the rotation of the first multipole magnet 12.

図5に示すように、第1磁気センサ16と第2磁気センサ18とは、第1多極磁石12の外周面の周方向に2磁極対分の機械角だけ離れた位置に配置されている。第1磁気センサ16と第2磁気センサ18とが第1多極磁石12を挟んで180°対称の位置とは異なっていればよい。直線L1と、直線L2とがなす角度φは、第1磁気センサ16と第2磁気センサ18との相対的な位置関係を示している。角度φは、直線L1と、直線L2とが0°又は180°と一致しなければ任意である。その結果、第1磁気センサ16と第2磁気センサ18とは、第1多極磁石12の周囲において異なる位置に配置される。 As shown in FIG. 5, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are disposed at positions separated by a mechanical angle for two magnetic pole pairs in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the first multipole magnet 12 . The positions of the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 may be different from the 180 ° symmetrical position with the first multipole magnet 12 interposed therebetween. The straight line L1, the angle phi 1 formed by the straight line L2 shows the first magnetic sensor 16 a relative positional relationship between the second magnetic sensor 18. Angle phi 1 is the straight line L1, the straight line L2 are arbitrary should match the 0 ° or 180 °. As a result, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are disposed at different positions around the first multipole magnet 12.

これにより、直線L0と、直線L1とのなす角度θと、直線L0と、直線L2とのなす角度θとは、図5に示すように、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、既知の角度である。 Thus, the straight line L0, and the angle theta 1 between the straight line L1, the straight line L0, and the angle theta 2 between the straight line L2, as shown in FIG. 5, the input shaft 82a or the first multi-pole magnet 12 It is a known angle in the case of rotating without error on the reference rotation axis Ax0.

角度φは、0°又は180°を除き、第1多極磁石12の1磁極対分の機械角を整数倍した角度であることが好ましい。これにより、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18を貫通する磁束の向きを揃えることができる。その結果、第1磁気センサ16が出力する角度信号の位相と第2磁気センサ18が出力する角度信号の位相とを一致させることができる。 The angle φ 1 is preferably an integral multiple of the mechanical angle of one magnetic pole pair of the first multipole magnet 12 except 0 ° or 180 °. Thereby, the directions of the magnetic fluxes passing through the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 can be aligned. As a result, the phase of the angle signal output from the first magnetic sensor 16 can be matched with the phase of the angle signal output from the second magnetic sensor 18.

記憶部102のメモリは、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、及びEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)といった揮発性又は不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、及びDVD(Digital Versatile Disc)が該当する。   The memory of the storage unit 102 is volatile or non-volatile, such as random access memory (RAM), read only memory (ROM), flash memory, erasable programmable read only memory (EPROM), and electrically erasable programmable read only memory (EEPROM). Semiconductor memories, magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, mini disks, and DVDs (Digital Versatile Disc) are applicable.

また、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26及び第4磁気センサ28は、例えば、円形垂直ホールセンサである。円形垂直ホールセンサは、円周上に配置された複数のホール素子を内部に備え、磁束の向きの変化を検出できるセンサである。円形垂直ホールセンサは、円形垂直ホールセンサの検出基準位置を貫通する磁束密度を検出することで、該磁束密度の貫通方向に対応する角度信号を出力可能である。   The first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26, and the fourth magnetic sensor 28 are, for example, circular vertical Hall sensors. The circular vertical Hall sensor is a sensor that internally includes a plurality of Hall elements arranged on the circumference, and that can detect a change in the direction of the magnetic flux. The circular vertical Hall sensor can output an angle signal corresponding to the penetration direction of the magnetic flux density by detecting the magnetic flux density penetrating the detection reference position of the circular vertical Hall sensor.

図7及び図8を参照して第1磁気センサ16が第1多極磁石12の回転を検出する原理について説明する。図7は、実施形態1に係る第1磁気センサが回転を検出する原理を説明するための説明図である。図7に示す磁束密度Bは、検出基準位置16Pを貫通する磁束密度を例示したものである。図7に示すセンサ検出基準方向Dは、第1磁気センサ16が検出する磁束密度の向きの基準方向である。図7に示す第1電気角θie1は、センサ検出基準方向Dと磁束密度Bとが成す角度である。 The principle by which the first magnetic sensor 16 detects the rotation of the first multipole magnet 12 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is an explanatory view for explaining the principle of detection of rotation by the first magnetic sensor according to the first embodiment. The magnetic flux density B shown in FIG. 7 is an example of the magnetic flux density passing through the detection reference position 16P. The sensor detection reference direction D shown in FIG. 7 is a reference direction of the direction of the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor 16. The first electrical angle θ ie1 shown in FIG. 7 is an angle formed by the sensor detection reference direction D and the magnetic flux density B.

上述したように、第1磁気センサ16は、円形垂直ホールセンサである。図7に示すように、第1磁気センサ16は、例えば、検出基準位置16Pを中心とする円周上に等間隔で配置されたホール素子h1からホール素子h24を内部に備える。ホール素子h1は、検出基準位置16Pからホール素子h1へ向かう方向の磁束密度を検出可能である。ホール素子h2からホール素子h24は、ホール素子h1同様に、検出基準位置16Pから各ホール素子へ向かう方向の磁束密度を検出可能である。   As described above, the first magnetic sensor 16 is a circular vertical Hall sensor. As shown in FIG. 7, for example, the first magnetic sensor 16 internally includes Hall elements h1 to h24 arranged at equal intervals on the circumference around the detection reference position 16P. The Hall element h1 can detect the magnetic flux density in the direction from the detection reference position 16P toward the Hall element h1. The Hall element h2 to the Hall element h24 can detect the magnetic flux density in the direction from the detection reference position 16P to each Hall element, similarly to the Hall element h1.

図8は、実施形態1に係る第1磁気センサが検出する磁束密度を示す概念図である。図8に示す磁束密度Bh1から磁束密度Bh24は、図7に示す磁束密度Bが検出基準位置16Pを貫通する場合に、ホール素子h1からホール素子h24がそれぞれ検出する磁束密度の値を示す。すなわち、図8の縦軸は、磁束密度の大きさを示す。図8に示す最大磁束密度Bimは、磁束密度Bh1から磁束密度Bh24の中での最大値である。図8に示す概念図は、横軸を角度θとして、磁束密度Bh1から磁束密度Bh24を15度の間隔でプロットしたものである。 FIG. 8 is a conceptual diagram showing the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor according to the first embodiment. When the magnetic flux density B shown in FIG. 7 penetrates the detection reference position 16P, the magnetic flux density B h1 to the magnetic flux density B h24 shown in FIG. 8 indicate the values of the magnetic flux density detected by the Hall element h1 to the Hall element h24, respectively. . That is, the vertical axis in FIG. 8 indicates the magnitude of the magnetic flux density. The maximum magnetic flux density B im shown in FIG. 8 is the maximum value from the magnetic flux density B h1 to the magnetic flux density B h24 . The conceptual diagram shown in FIG. 8 plots the magnetic flux density B h1 to the magnetic flux density B h24 at intervals of 15 degrees, with the horizontal axis as the angle θ.

ホール素子h1からホール素子h24は、センサ検出基準方向Dを基準として、検出基準位置16Pを中心とする円上に15度の間隔で配置されている。つまり、角度θは、ホール素子h1からホール素子h24が配置された円周上の位置に対応している。図7及び図8に示すように、磁束密度Bの向きに位置するホール素子h5が出力する磁束密度Bh5は、磁束密度Bh1から磁束密度Bh24の中で最も値が大きい。このように、最大磁束密度Bimを検出するホール素子の位置は磁束密度Bの向きを表している。 The Hall elements h1 to h24 are arranged at an interval of 15 degrees on a circle centered on the detection reference position 16P with the sensor detection reference direction D as a reference. That is, the angle θ corresponds to the circumferential position at which the Hall elements h1 to h24 are arranged. As shown in FIGS. 7 and 8, the magnetic flux density B h5 outputted by the Hall element h5 positioned in the direction of the magnetic flux density B has the largest value among the magnetic flux density B h1 to the magnetic flux density B h24 . Thus, the position of the Hall element for detecting the maximum magnetic flux density B im represents the direction of the magnetic flux density B.

第1磁気センサ16は、図8に示す磁束密度Bh1から磁束密度Bh24と角度θとの対応関係を記憶している。図3及び図8に示すように、第1磁気センサ16は、最大磁束密度Bimを検出したホール素子の位置(角度θ)を第1電気角θie1として角度補正部104、及び異常検出部106に出力する。第1磁気センサ16は、最大磁束密度Bimを角度補正部104に出力する。なお、第1磁気センサ16は、最大磁束密度Bimと、最大磁束密度Bimを検出したホール素子に隣接するホール素子の磁束密度と、からホール素子間の角度を算出して第1電気角θie1を補完演算してもよい。 The first magnetic sensor 16 stores the correspondence between the magnetic flux density B h1 to the magnetic flux density B h24 and the angle θ shown in FIG. As shown in FIGS. 3 and 8, the first magnetic sensor 16 sets the position (angle θ) of the Hall element at which the maximum magnetic flux density B im is detected as the first electrical angle θ ie1 , and the angle correction unit 104 and the abnormality detection unit Output to 106. The first magnetic sensor 16 outputs the maximum magnetic flux density B im to the angle correction unit 104. The first magnetic sensor 16 calculates the angle between the Hall elements from the maximum magnetic flux density B im and the magnetic flux density of the Hall elements adjacent to the Hall element that has detected the maximum magnetic flux density B im to calculate the first electrical angle. The θ ie 1 may be complementarily calculated.

第1磁気センサ16は、ホール素子h1からホール素子h24の磁束密度を走査し、磁束密度Bh1から磁束密度Bh24の中で最も値が大きい値を出力する。このため、第1磁気センサ16の周囲の磁場が変化すると、最も値が大きい磁束密度の値が出力される。第1磁気センサ16は、ホール素子h1からホール素子h24の磁束密度を走査し、出力値を走査毎に更新する。更新された出力値は、第1磁気センサ16が検知する最大磁束密度Bimである。このため、第1磁気センサ16は、磁束の向きとは無関係に、常に、最大磁束密度Bimの出力値を出力することができる。 The first magnetic sensor 16 scans the magnetic flux density of the Hall element h1 to the Hall element h24, and outputs the largest value of the magnetic flux density B h1 to the magnetic flux density B h24 . Therefore, when the magnetic field around the first magnetic sensor 16 changes, the value of the magnetic flux density having the largest value is output. The first magnetic sensor 16 scans the magnetic flux density of the Hall element h1 to the Hall element h24, and updates the output value for each scan. The updated output value is the maximum magnetic flux density B im detected by the first magnetic sensor 16. Therefore, the first magnetic sensor 16 can always output the output value of the maximum magnetic flux density B im regardless of the direction of the magnetic flux.

以上により、第1磁気センサ16は、角度補正部104及び異常検出部106へ、第1角度θie1の信号を出力する。第1角度θie1は、電気角度である。第2磁気センサ18は、角度補正部104及び異常検出部106へ、第2角度θie2の信号を出力する。第2角度θie2は、電気角度である。第3磁気センサ26は、角度補正部204及び異常検出部206へ、第3角度θoe1の信号を出力する。第3角度θoe1は、電気角度である。第4磁気センサ28は、角度補正部204及び異常検出部206へ、第4角度θoe2の信号を出力する。第4角度θoe2は、電気角度である。 As described above, the first magnetic sensor 16 outputs a signal of the first angle θ ie1 to the angle correction unit 104 and the abnormality detection unit 106. The first angle θ ie1 is an electrical angle. The second magnetic sensor 18 outputs a signal of the second angle θ ie2 to the angle correction unit 104 and the abnormality detection unit 106. The second angle θ ie2 is an electrical angle. The third magnetic sensor 26 outputs a signal of the third angle θ oe1 to the angle correction unit 204 and the abnormality detection unit 206. The third angle θ oe1 is an electrical angle. The fourth magnetic sensor 28 outputs a signal of the fourth angle θ oe2 to the angle correction unit 204 and the abnormality detection unit 206. The fourth angle θ oe2 is an electrical angle.

図3に示すように、第1磁気センサ16は、角度補正部104へ、検出した最大磁束密度Bimを磁束密度Bim1の信号として出力する。第2磁気センサ18、第3磁気センサ26及び第4磁気センサ28についても、第1磁気センサ16と同様である。 As shown in FIG. 3, the first magnetic sensor 16 outputs the detected maximum magnetic flux density B im as a signal of the magnetic flux density B im1 to the angle correction unit 104. The second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26 and the fourth magnetic sensor 28 are also similar to the first magnetic sensor 16.

また、第2磁気センサ18は、角度補正部104へ、検出した磁束密度Bim2の信号を出力する。第3磁気センサ26は、角度補正部204へ、検出した磁束密度Bom1の信号を出力する。また、第4磁気センサ28は、角度補正部204へ、検出した磁束密度Bom2の信号を出力する。 In addition, the second magnetic sensor 18 outputs a signal of the detected magnetic flux density B im2 to the angle correction unit 104. The third magnetic sensor 26 outputs a signal of the detected magnetic flux density B om1 to the angle correction unit 204. The fourth magnetic sensor 28 also outputs a signal of the detected magnetic flux density B om 2 to the angle correction unit 204.

次に、図3、図5、図9、及び図12を参照して、角度補正部104が入力軸82aの回転角度である第1補正角度θisを算出する方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 3, FIG. 5, FIG. 9, and FIG. 12, a method for the angle correction unit 104 to calculate the first correction angle θ is which is the rotation angle of the input shaft 82a will be described.

入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第1角度θie1が第1角度θio1に一致し、磁束密度Bie1が磁束密度Bio1に一致する。また、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第2角度θie2が第2角度θio2に一致し、及び磁束密度Bie2が磁束密度Bio2に一致する。第1角度θio1の機械角が第1基準角度θであり、第2角度θio2の機械角が第2基準角度θである。 In the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates on the reference rotation axis Ax0 without error, the first angle θ ie1 matches the first angle θ io1 and the magnetic flux density B ie1 becomes the magnetic flux density B io1 Match Further, in the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the second angle θ ie2 matches the second angle θ io2 , and the magnetic flux density B ie2 is the magnetic flux density Match B io2 . Mechanical angle of the first angle theta io1 is the first reference angle theta 1, mechanical angle of the second angle theta io2 is a second reference angle theta 2.

図9は、実施形態1に係るトルクセンサの入力軸が基準回転軸から変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。図12は、実施形態1に係るトルクセンサが操舵トルクを算出する手順を示すフローチャートである。   FIG. 9 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when the input shaft of the torque sensor according to the first embodiment is displaced from the reference rotation shaft. FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of calculating a steering torque by the torque sensor according to the first embodiment.

図9に示すように、入力軸82aは、車両101が走行した場合の振動、又はロアシャフト85から加わる偶力等の影響を受けて変位する可能性がある。入力軸82a又は第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第1磁気センサ16が検出する第1角度θie1が第1角度θio1に一致しない可能性がある。入力軸82a又は第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第2磁気センサ18が検出する第2角度θie2が第2角度θio2に一致しない可能性がある。 As shown in FIG. 9, the input shaft 82a may be displaced under the influence of vibration when the vehicle 101 travels or a couple of forces applied from the lower shaft 85 or the like. When the rotation axis of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the first angle θ ie1 detected by the first magnetic sensor 16 may not match the first angle θ io1 There is sex. When the rotation axis of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the second angle θ ie2 detected by the second magnetic sensor 18 may not match the second angle θ io2 There is sex.

図9に示す回転軸Ax1は、入力軸82aの回転軸の位置が基準回転軸Ax0から変位した場合の入力軸82aの回転軸である。図9に示す直線L3は、基準回転軸Ax0から回転軸Ax1へ向けて引いた直線である。図9に示す変位Xは、基準回転軸Ax0と回転軸Ax1との距離である。図9に示す角度Yは、直線L3と、直線L0とがなす角度である。図9に示す誤差角度Zは、第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離量gim1に応じて定まる角度である。図9に示す誤差角度Zは、第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離量gim2に応じて定まる角度である。 The rotation axis Ax1 shown in FIG. 9 is a rotation axis of the input shaft 82a when the position of the rotation axis of the input shaft 82a is displaced from the reference rotation axis Ax0. The straight line L3 shown in FIG. 9 is a straight line drawn from the reference rotation axis Ax0 toward the rotation axis Ax1. Displacement X i shown in FIG. 9 is the distance between the reference rotational axis Ax0 and the rotation axis Ax1. Angle Y i shown in FIG. 9, a straight line L3, which is the angle between the straight line L0. Error angle Z 1 shown in FIG. 9 is an angle determined according to the distance measure gim1 the first magnetic sensor 16 and the first multi-pole magnet 12. Error angle Z 2 shown in FIG. 9 is an angle determined according to the distance measure gim2 the second magnetic sensor 18 and the first multi-pole magnet 12.

ここで、本実施形態において、第1角度θie1が電気角であり、磁極数mと第1角度θie1に基づき、角度補正部104は機械角の第1角度θi1を算出する。なお、第1磁気センサ16において電気角を機械角に変換し、角度補正部104へ機械角の第1角度θi1を出力してもよい。また、第2角度θie2が電気角であり、磁極数mと第2角度θie2に基づき、角度補正部104は機械角の第2角度θi2を算出する。なお、第2磁気センサ18において電気角を機械角に変換し、角度補正部104へ機械角の第2角度θi2を出力してもよい。 Here, in the present embodiment, the first angle θ ie1 is an electrical angle, and the angle correction unit 104 calculates the first angle θ i1 of the mechanical angle based on the number m of magnetic poles and the first angle θ ie1 . The electrical angle may be converted to a mechanical angle in the first magnetic sensor 16 and the first angle θ i1 of the mechanical angle may be output to the angle correction unit 104. Further, the second angle θ ie2 is an electrical angle, and the angle correction unit 104 calculates the second angle θ i2 of the mechanical angle based on the number m of magnetic poles and the second angle θ ie2 . The electrical angle may be converted to a mechanical angle in the second magnetic sensor 18, and the second angle θi2 of the mechanical angle may be output to the angle correction unit 104.

入力軸82a又は第1多極磁石12の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第1の変位Xiによる誤差が補正された第1多極磁石12の回転角度を第1補正角度θisとした場合、第1角度θi1は、角度θと、誤差角度Zと、第1補正角度θisとの関係で表すことができ、式(9)で求めることができる。同様に、第2角度θi2は、式(10)で求めることができる。 The rotation angle of the first multipole magnet 12 corrected for an error due to the first displacement Xi relative to the reference rotation axis Ax0 of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is referred to as a first correction angle θ is In this case, the first angle θ i1 can be expressed by the relationship between the angle θ 1 , the error angle Z 1 , and the first correction angle θ is, and can be obtained by Expression (9). Similarly, the second angle θ i2 can be obtained by equation (10).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

Figure 2019082358
Figure 2019082358

誤差角度Zは、式(11)で求めることができる。同様に、誤差角度Zは、式(12)で求めることができる。基準回転軸Ax0から検出基準位置16Pまでの半径は、Ri1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置18Pまでの半径は、Ri2である。実施形態1において、半径Ri1と、半径Ri2は、同じ半径Rである。 Error angle Z 1 can be obtained by equation (11). Similarly, error angle Z 2 can be obtained by equation (12). Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 16P is R i1. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 18P is R i2. In the first embodiment, the radius R i1 and the radius R i2 are the same radius R.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図5に示すように、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間の距離量gim1が第1基準距離量g1離れている。この場合、第1磁気センサ16は、磁束密度Bio1を検出する。磁束密度Bio1は、第1基準距離量g1の二乗に反比例するので、下記式(13)の関係にある。なお、定数Kは、0以外の所定の定数である。 As shown in FIG. 5, in the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the distance between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 gim1 is separated by a first reference distance amount g1. In this case, the first magnetic sensor 16 detects the magnetic flux density Bio1 . The magnetic flux density B io1 is in inverse proportion to the square of the first reference distance amount g1 and therefore has a relationship of the following equation (13). The constant K i is a predetermined constant other than zero.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図5に示すように、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第2磁気センサ18と第1多極磁石12との間の距離量gim2が第2基準距離量g2離れている。この場合、第2磁気センサ18は、磁束密度Bio2を検出する。第2基準距離量g2と、磁束密度Bio2とは、下記式(14)の関係にある。 As shown in FIG. 5, in the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the distance between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 gim2 is separated by a second reference distance amount g2. In this case, the second magnetic sensor 18 detects the magnetic flux density Bio2 . The second reference distance amount g2 and the magnetic flux density Bio2 are in the relationship of the following equation (14).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

上記式(13)は、下記式(15)とすることができる。   The above equation (13) can be made to be the following equation (15).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

上記式(14)は、下記式(16)とすることができる。   The above equation (14) can be made to be the following equation (16).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

入力軸82a又は第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第1磁気センサ16が検出する磁束密度Bio1が磁束密度Bim1に変化する。このため、距離量gim1は、下記式(17)になる。 When the rotation axis of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the magnetic flux density Bio1 detected by the first magnetic sensor 16 changes to the magnetic flux density Bim1 . For this reason, the distance amount gim1 is expressed by the following equation (17).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

入力軸82a又は第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第2磁気センサ18が検出する磁束密度Bio2が磁束密度Bim2に変化する。このため、距離量gim2は、下記式(18)になる。 If the rotation axis of the input shaft 82a or the first multi-pole magnet 12 is displaced in the rotational axis Ax1 from the reference rotation axis Ax0, the magnetic flux density B io2 the second magnetic sensor 18 detects changes in the magnetic flux density B im2. Therefore, the distance amount gim2 is expressed by the following equation (18).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離変位Δg1は、上記式(15)及び式(17)に基づいて、式(19)で求めることができる。   The distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 can be obtained by the equation (19) based on the equations (15) and (17).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離変位Δg2は、上記式(16)及び式(18)に基づいて、式(20)で求めることができる。   The distance displacement Δg2 between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 can be determined by equation (20) based on the equations (16) and (18).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

ここで、上述した変位Xと、角度Yとで、変数α及び変数βを下記式(21)及び式(22)で定義する。 Here, a displacement X i described above, at an angle Y i, define variables α and the variable β by the following formula (21) and (22).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

Figure 2019082358
Figure 2019082358

また、上述したΔg1は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、下記式(23)で表すことができる。そして、Δg1は、上記式(21)及び上記式(22)に基づいて、変数α、変数β、及び角度θを用いて表すこともできる。 Further, the above-described Δg 1 can be expressed by the following equation (23) using the displacement X i , the angle Y i , and the angle θ 1 . Then, .DELTA.G1, based on the equation (21) and the formula (22), the variable alpha, the variable beta, and may be expressed using the angle theta 1.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

同様に、上述したΔg2は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、下記式(24)で表すことができる。そして、Δg2は、上記式(21)及び上記式(22)に基づいて、変数α、変数β、及び角度θを用いて表すこともできる。 Similarly, the above-mentioned Δg 2 can be expressed by the following equation (24) using the displacement X i , the angle Y i , and the angle θ 2 . Then, Δg 2 can also be expressed using the variable α, the variable β, and the angle θ 2 based on the above equation (21) and the above equation (22).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

式(19)及び式(20)より、磁束密度Bim1の情報と、磁束密度Bim2の情報とが取得できれば、上記式(23)にΔg1を与え、上記式(24)にΔg2を与え、変数α及び変数βを求めることができる。変数α及び変数βを下記式(25)に与えると、角度Yが求まる。 If information of the magnetic flux density B im1 and information of the magnetic flux density B im2 can be obtained from the equations (19) and (20), Δg1 is given to the equation (23), and Δg2 is given to the equation (24), The variables α and β can be determined. When the variable α and the variable β are given to the following equation (25), the angle Y i can be obtained.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

変数α及び変数βを下記式(26)に与えると、変位Xが求まる。 If the variables α and β are given to the following equation (26), the displacement X i can be obtained.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

角度補正部104は、上述した式(9)及び式(11)に基づいた下記式(27)に、上記式(25)及び上記式(26)に基づいた変位X及び角度Yを与え、第1補正角度θisを算出する。あるいは、角度補正部104は、上述した式(10)及び式(12)に基づいた下記式(28)に、上記式(25)及び上記式(26)に基づいた変位X及び角度Yを与え、第1補正角度θisを算出する。その結果、角度補正部104は、入力軸82a又は第1多極磁石12の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第1の変位Xiによる誤差が補正された第1多極磁石12の第1補正角度θisを算出することができる。 Angle correction unit 104, the following equation (27) based on the above-described formula (9) and (11) gives the displacements X i and the angle Y i based on the equation (25) and the formula (26) The first correction angle θ is is calculated. Alternatively, the angle corrector 104, the following equation (28) based on the above Expression (10) and (12), the displacement X i and the angle Y i based on the equation (25) and the formula (26) To calculate the first correction angle θ is . As a result, the angle correction unit 104 is configured such that the error due to the first displacement Xi relative to the reference axis of rotation Ax0 of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is corrected. 1 Correction angle θ is can be calculated.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図12を用いて説明すると、図3に示す角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、磁束密度Bim1、及び磁束密度Bim2を取得する(ステップST11)。 To explain with reference to FIG. 12, the angle correction unit 104 shown in FIG. 3, the first angle theta ie1, second angle theta ie2, magnetic flux density B im1, and acquires the magnetic flux density B im2 (step ST11).

次に、角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、磁束密度Bim1、及び磁束密度Bim2に基づいて、上述したように第1補正角度θisを算出する(ステップST12)。 Next, the angle correction unit 104 calculates the first correction angle θ is as described above based on the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , the magnetic flux density B im1 , and the magnetic flux density B im2 (step ST12).

角度補正部104は、第1磁気センサ16と第1多極磁石12又は回転軸Ax1が方向48へ相対的に変位したことによる誤差角度Z、及び第2磁気センサ18と第1多極磁石12又は回転軸Ax1が方向48へ相対的に変位したことによる誤差角度Zの少なくとも1つを補正して第1補正角度θisを算出する。これによれば、第1角度検出部100は、第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0から変位した場合でも、第1多極磁石12の回転角度(第1補正角度θis)を精度良く算出することができる。 The angle correction unit 104 has an error angle Z 1 due to relative displacement of the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 or the rotation axis Ax1 in the direction 48, and the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet The first correction angle θ is is calculated by correcting at least one of the error angles Z 2 due to relative displacement of the rotation axis Ax 1 in the direction 48 or 12. According to this, even when the rotation axis of the first multipole magnet 12 is displaced from the reference rotation axis Ax0, the first angle detection unit 100 determines the rotation angle of the first multipole magnet 12 (first correction angle θ is ). Can be calculated accurately.

以上説明したように、第1角度検出部100は、第1シャフトとしての入力軸82aと、第1多極磁石12と、第1磁気センサ16と、第2磁気センサ18と、角度補正部104とを備える第1角度検出装置である。第1多極磁石12は、入力軸82aの回転に連動して回転する。そうすると、第1多極磁石12の回転により、第1磁気センサ16と第2磁気センサ18とは、第1多極磁石12の周囲において周方向に異なる位置に配置されている。第1磁気センサ16は、検出した第1角度θie1と、磁束密度Bim1である第1磁束密度とを角度補正部104に出力する。第2磁気センサ18は、検出した第2角度θie2と、磁束密度Bim2である第2磁束密度とを角度補正部104に出力する。実施形態1において、磁束密度Bim1は、第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間の第1距離に応じた第1距離相関値である。磁束密度Bim2は、第2磁気センサ18と、第1多極磁石12との間の第2距離に応じた第2距離相関値である。 As described above, the first angle detection unit 100 includes the input shaft 82a as the first shaft, the first multipole magnet 12, the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the angle correction unit 104. And a first angle detection device. The first multipole magnet 12 rotates in conjunction with the rotation of the input shaft 82a. Then, due to the rotation of the first multipole magnet 12, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are disposed at circumferentially different positions around the first multipole magnet 12. The first magnetic sensor 16 outputs the detected first angle θ ie1 and the first magnetic flux density which is the magnetic flux density B im1 to the angle correction unit 104. The second magnetic sensor 18 outputs the detected second angle θ ie2 and the second magnetic flux density that is the magnetic flux density B im2 to the angle correction unit 104. In the first embodiment, the magnetic flux density B im1 is a first distance correlation value according to the first distance between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12. The magnetic flux density B im2 is a second distance correlation value according to the second distance between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12.

角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、磁束密度Bim1、及び磁束密度Bim2に基づいて、第1補正角度θisを算出する。第1補正角度θisは、上述した誤差角度Z及び誤差角度Zの少なくとも1つによる角度誤差が補正された第1多極磁石12又は入力軸82aの回転角度である。より具体的には、第1補正角度θisは、上記式(19)に示す第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離変位Δg1と、上記式(20)に示す第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように算出されている。 The angle correction unit 104 calculates a first correction angle θ is based on the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , the magnetic flux density B im1 , and the magnetic flux density B im2 . First correction angle theta IS is the rotation angle of the first multi-pole magnet 12 or the input shaft 82a of at least one depending on the angle error of the error angle Z 1 and error angle Z 2 described above has been corrected. More specifically, the first correction angle θ is is the distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 shown in the above equation (19), and the second magnetic angle shown in the above equation (20) The distance displacement Δg2 between the sensor 18 and the first multipole magnet 12 is calculated so as to be zero.

これにより、第1角度検出部100は、入力軸82a又は第1多極磁石12の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第1の変位Xiによる誤差角度Z及び誤差角度Zの少なくとも1つを補正する。その結果、第1角度検出部100は、第1多極12の回転角度の検出精度を高めることができる。 Thus, the first angle detector 100, the input shaft 82a or the error angle Z 1 and error angle Z 2 by relative first displacement Xi of the reference rotation axis Ax0 of the first multi-pole magnet 12 at least Correct one. As a result, the first angle detection unit 100 can improve the detection accuracy of the rotation angle of the first multipole 12.

実施形態1によれば、第1磁気センサ16が検出した磁束密度Bim1、及び第2磁気センサ18が検出した磁束密度Bim2に基づいて演算し、第1多極磁石12の回転角度の検出精度を高めることができる。 According to the first embodiment, the rotation angle of the first multipole magnet 12 is detected based on the magnetic flux density B im1 detected by the first magnetic sensor 16 and the magnetic flux density B im2 detected by the second magnetic sensor 18. Accuracy can be improved.

なお、第1多極磁石12は、入力軸82aの回転に連動して回転するとは、入力軸82aの回転と、第1多極磁石12の回転とは、等速回転でなくてもよく、入力軸82aと第1多極磁石12との間に、所定のギヤ比のギヤ機構があってもよい。   The first multipole magnet 12 does not have to rotate at the same speed as the rotation of the input shaft 82a and the rotation of the first multipole magnet 12 that the first multipole magnet 12 rotates in conjunction with the rotation of the input shaft 82a. There may be a gear mechanism of a predetermined gear ratio between the input shaft 82 a and the first multipole magnet 12.

誤差角度Z及び誤差角度Zの少なくとも1つとは、図9に示す変位Xが第1磁気センサ16側又は第2磁気センサ18側のいずれか一方にしか生じない場合も図9に示す変位Xが第1磁気センサ16側又は第2磁気センサ18側の両方に生じる場合も含む。本実施形態においては、図9に示す変位Xは、基準回転軸Ax0と回転軸Ax1との距離である。図9に示す変位Xは、基準回転軸Ax0と回転軸Ax1とが平行である場合に限られず、回転軸Ax1が基準回転軸Ax0に対して傾いていている場合、あるいは、第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0に対して傾いていている場合でも生じ得る。これらの場合のいずれでも、第1角度検出部100は、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18がある平面における、図9に示す変位Xiによる誤差が補正された第1補正角度θisを精度良く算出することができる。 At least bracts of error angle Z 1 and error angle Z 2, 9 even if the displacement X i shown in FIG. 9 occurs only in one of the first magnetic sensor 16 side or the second magnetic sensor 18 side If displacement X i occurs in both the first magnetic sensor 16 side or the second magnetic sensor 18 side includes. In the present embodiment, the displacement X i shown in FIG. 9 is the distance between the reference rotational axis Ax0 and the rotation axis Ax1. Displacement X i shown in FIG. 9, if the reference rotational axis Ax0 and rotational axis Ax1 is not limited to parallel, rotational axis Ax1 is inclined with respect to the reference rotation axis Ax0, or first multipolar This may occur even when the rotation axis of the magnet 12 is inclined with respect to the reference rotation axis Ax0. In any of these cases, the first angle detection unit 100 sets the first correction angle θ is corrected in the plane on which the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are located as shown in FIG. It can be calculated accurately.

また、基準回転軸Ax0と入力軸82aの回転軸との距離が0であっても、入力軸82aの回転軸と第1多極磁石12の回転中心とがずれていれば、基準回転軸Ax0と第1多極磁石12の回転中心を回転軸Ax1とした場合に、図9に示す変位Xが生じる。この場合でも、第1角度検出部100は、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18がある平面における、図9に示す変位Xiによる誤差が補正された第1補正角度θisを精度良く算出することができる。 In addition, even if the distance between the reference rotation axis Ax0 and the rotation axis of the input shaft 82a is 0, the reference rotation axis Ax0 can be obtained if the rotation axis of the input shaft 82a and the rotation center of the first multipole magnet 12 deviate. If in the case where the rotation center of the first multi-pole magnet 12 as the rotation axis Ax1, the displacement X i occurs as shown in FIG. Even in this case, the first angle detection unit 100 accurately calculates the first correction angle θ is with respect to the plane on which the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are present and in which the error due to the displacement Xi shown in FIG. can do.

なお、第1多極磁石12の回転軸Ax1が回転に伴い、回転軸Ax1の軸方向に変位しても、この変位が第1多極磁石12の軸方向の寸法よりも小さい変位であれば、回転軸Ax1の軸方向に変位の影響は、第1補正角度θisの精度に影響を及ぼしにくい。 Even if the rotation axis Ax1 of the first multipole magnet 12 is displaced in the axial direction of the rotation axis Ax1 as it is rotated, the displacement is smaller than the dimension of the first multipole magnet 12 in the axial direction. The influence of the displacement in the axial direction of the rotation axis Ax1 hardly affects the accuracy of the first correction angle θ is .

図3に示す第3磁気センサ26は、第3角度θoe1及び磁束密度Bom1を角度補正部204及び異常検出部206に出力する。第4磁気センサ28は、第4角度θoe2及び磁束密度Bom2を角度補正部204及び異常検出部206に出力する。 The third magnetic sensor 26 shown in FIG. 3 outputs the third angle θ oe1 and the magnetic flux density B om1 to the angle correction unit 204 and the abnormality detection unit 206. The fourth magnetic sensor 28 outputs the fourth angle θ oe2 and the magnetic flux density B om2 to the angle correction unit 204 and the abnormality detection unit 206.

出力軸82b又は第2多極磁石22が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第3角度θoe1が第3角度θoo1に一致し、磁束密度Bie1が磁束密度Bio1に一致する。また、出力軸82b又は第2多極磁石22が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第4角度θoe2が第4角度θoo2に一致し、及び磁束密度Bie2が磁束密度Bio2に一致する。第3角度θoo1の機械角が第3基準角度θであり、第4角度θoo2の機械角が第4基準角度θである。 When the output shaft 82b or the second multi-pole magnet 22 is rotating without error at the reference rotation axis Ax0, the third angle theta oe1 matches the third angle theta OO1, the magnetic flux density B ie1 is magnetic flux density B io1 Match Further, the output shaft 82b or, in the case where the second multi-pole magnet 22 is rotating without error at the reference rotation axis Ax0, fourth angle theta oe2 matches the fourth angle theta OO2, and the magnetic flux density is the magnetic flux density B ie2 Match B io2 . Mechanical angle of the third angle theta OO1 has a third reference angle theta 3, mechanical angle of the fourth angle theta OO2 is fourth reference angle theta 4.

図12に示すように、図3に示す角度補正部204は、第3角度θoe1、第4角度θoe2、磁束密度Bom1、及び磁束密度Bom2を取得する(ステップST21)。 As illustrated in FIG. 12, the angle correction unit 204 illustrated in FIG. 3 acquires the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the magnetic flux density B om1 , and the magnetic flux density B om2 (step ST21).

次に、角度補正部204は、第3角度θoe1、第4角度θoe2、磁束密度Bom1、及び磁束密度Bom2に基づいて、第2補正角度θosを算出する(ステップST22)。 Next, the angle correction unit 204 calculates a second correction angle θ os based on the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the magnetic flux density B om1 , and the magnetic flux density B om2 (step ST22).

図10は、実施形態1に係る出力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。図11は、実施形態1に係るトルクセンサの出力軸が基準回転軸から変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。なお、図10に示す直線L21は、基準回転軸Ax0と検出基準位置26Pとを結ぶ線分である。図10に示す直線L22は、基準回転軸Ax0と検出基準位置28Pとを結ぶ線分である。図17に示す直線L00は、基準回転軸Ax0から第2多極磁石22の回転の基準方向へ引いた直線である。   FIG. 10 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs the rotation angle of the output shaft according to the first embodiment. FIG. 11 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when the output shaft of the torque sensor according to the first embodiment is displaced from the reference rotation shaft. A straight line L21 shown in FIG. 10 is a line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 26P. A straight line L22 shown in FIG. 10 is a line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 28P. A straight line L00 shown in FIG. 17 is a straight line drawn from the reference rotation axis Ax0 in the reference direction of the rotation of the second multipole magnet 22.

出力軸82a又は第2多極磁石22が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第3角度θoe1が第3角度θoo1に一致し、磁束密度Bom1が磁束密度Bio11に一致する。また、出力軸82a又は第2多極磁石22が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第4角度θoe2が第2角度θoo2に一致し、及び磁束密度Bom2が磁束密度Bio12に一致する。第1角度θoo1の機械角が第3基準角度θであり、第2角度θoo2の機械角が第4基準角度θである。 In case the output shaft 82a or the second multi-pole magnet 22 is rotating without error at the reference rotation axis Ax0, the third angle theta oe1 matches the third angle theta OO1, the magnetic flux density B om1 within the magnetic flux density B IO11 Match Further, in the case where the output shaft 82a or the second multipole magnet 22 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the fourth angle θ oe2 matches the second angle θ oo2 and the magnetic flux density B om2 is the magnetic flux density Matches B io12 . Mechanical angle of the first angle theta OO1 has a third reference angle theta 3, mechanical angle of the second angle theta OO2 is fourth reference angle theta 4.

図10に示すように、出力軸82b又は第2多極磁石22が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第3磁気センサ26と第2多極磁石22との間の距離量gom11が第1基準距離量g11だけ離れている。この場合、第2磁気センサ26は、磁束密度Bio11を検出する。磁束密度Bio11は、第1基準距離量g11の二乗に反比例するので、下記式(29)の関係にある。なお、定数Kは、0以外の所定の定数である。 As shown in FIG. 10, the distance between the third magnetic sensor 26 and the second multipole magnet 22 when the output shaft 82b or the second multipole magnet 22 rotates without error on the reference rotation axis Ax0. gom11 is separated by a first reference distance amount g11. In this case, the second magnetic sensor 26 detects the magnetic flux density B io11 . The magnetic flux density B io11 is in inverse proportion to the square of the first reference distance amount g11, and therefore, is in the relationship of the following equation (29). The constant K i is a predetermined constant other than zero.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図10に示すように、出力軸82b又は第2多極磁石22が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第4磁気センサ28と第2多極磁石22との間の距離量gom12が第2基準距離量g12だけ離れている。この場合、第4磁気センサ28は、磁束密度Bio12を検出する。第2基準距離量g12と、磁束密度Bio12とは、下記式(30)の関係にある。 As shown in FIG. 10, the distance between the fourth magnetic sensor 28 and the second multipole magnet 22 when the output shaft 82b or the second multipole magnet 22 rotates without error on the reference rotation axis Ax0. gom 12 is separated by a second reference distance amount g12. In this case, the fourth magnetic sensor 28 detects the magnetic flux density Bio12 . The second reference distance amount g12 and the magnetic flux density Bio12 are in the relationship of the following equation (30).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図11に示すように、出力軸82bは、車両101が走行した場合の振動、又はロアシャフト85から加わる偶力等の影響を受けて変位する可能性がある。出力軸82b又は第2多極磁石22の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第3磁気センサ26が検出する第3角度θoe1が第3角度θoo1に一致しない可能性がある。出力軸82b又は第2多極磁石22の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第4磁気センサ28が検出する第4角度θoe2が第2角度θoo2に一致しない可能性がある。 As shown in FIG. 11, the output shaft 82 b may be displaced under the influence of vibration when the vehicle 101 travels or a couple force applied from the lower shaft 85 or the like. When the rotation axis of the output shaft 82b or the second multipole magnet 22 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the third angle θ oe1 detected by the third magnetic sensor 26 may not match the third angle θ oo1 There is sex. When the rotation axis of the output shaft 82b or the second multipole magnet 22 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the fourth angle θ oe2 detected by the fourth magnetic sensor 28 may not coincide with the second angle θ oo2 There is sex.

図11に示す直線L13は、基準回転軸Ax0から回転軸Ax1へ向けて引いた直線である。図11に示す変位Xは、基準回転軸Ax0と回転軸Ax1との距離である。図11に示す角度Yは、直線L13と、直線L00とがなす角度である。図11に示す誤差角度Zは、第3磁気センサ26と第2多極磁石22との距離量gom1に応じて定まる角度である。図11に示す誤差角度Zは、第4磁気センサ28と第2多極磁石22との距離量gom2に応じて定まる角度である。 A straight line L13 shown in FIG. 11 is a straight line drawn from the reference rotation axis Ax0 toward the rotation axis Ax1. Displacement X o shown in FIG. 11 is the distance between the reference rotational axis Ax0 and the rotation axis Ax1. Angle Y o shown in FIG. 11, a straight line L13, which is the angle between the straight line L00. Error angle Z 3 shown in FIG. 11 is an angle determined according to the distance measure gom1 the third magnetic sensor 26 and the second multi-pole magnet 22. Error angle Z 4 shown in FIG. 11 is an angle determined according to the distance measure gom2 the fourth magnetic sensor 28 and the second multi-pole magnet 22.

ここで、本実施形態において、第3角度θoe1が電気角であり、磁極数mと第3角度θoe1に基づき、角度補正部204は機械角の第1角度θo1を算出する。なお、第3磁気センサ26において電気角を機械角に変換し、角度補正部204へ機械角の第1角度θo1を出力してもよい。また、第4角度θoe2が電気角であり、磁極数mと第4角度θoe2に基づき、角度補正部204は機械角の第4角度θo2を算出する。なお、第4磁気センサ28において電気角を機械角に変換し、角度補正部204へ機械角の第4角度θo2を出力してもよい。 Here, in the present embodiment, the third angle theta oe1 electrical angle, based on the number of magnetic poles m third angle theta oe1, the angle corrector 204 calculates a first angle theta o1 of mechanical angle. The electrical angle may be converted to a mechanical angle in the third magnetic sensor 26, and the first angle θ o1 of the mechanical angle may be output to the angle correction unit 204. Further, the fourth angle θ oe2 is an electrical angle, and the angle correction unit 204 calculates the fourth angle θ o2 of the mechanical angle based on the number m of magnetic poles and the fourth angle θ oe2 . The electrical angle may be converted to a mechanical angle in the fourth magnetic sensor 28, and the fourth angle θ o2 of the mechanical angle may be output to the angle correction unit 204.

出力軸82b又は第2多極磁石22の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第3磁気センサ26が検出する磁束密度Bio11が磁束密度Bom1に変化する。このため、距離量gom1は、下記式(31)になる。 When the rotation axis of the output shaft 82b or the second multipole magnet 22 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the magnetic flux density B io11 detected by the third magnetic sensor 26 changes to the magnetic flux density B om1 . For this reason, distance amount gom1 becomes following formula (31).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

出力軸82b又は第2多極磁石22の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第4磁気センサ28が検出する磁束密度Bio12が磁束密度Bom2に変化する。このため、距離量gom2は、下記式(32)になる。 When the rotation axis of the output shaft 82b or the second multipole magnet 22 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the magnetic flux density Bio12 detected by the fourth magnetic sensor 28 changes to the magnetic flux density Bom2 . For this reason, distance amount gom2 becomes following formula (32).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第3磁気センサ26と第2多極磁石22との距離変位Δg11は、上記式(29)及び式(31)に基づいて、式(33)で求めることができる。   The distance displacement Δg11 between the third magnetic sensor 26 and the second multipole magnet 22 can be determined by equation (33) based on the equations (29) and (31).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第4磁気センサ28と第2多極磁石22との距離変位Δg12は、上記式(30)及び式(32)に基づいて、式(34)で求めることができる。   The distance displacement Δg12 between the fourth magnetic sensor 28 and the second multipole magnet 22 can be determined by equation (34) based on the equations (30) and (32).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

ここで、変位Xと、角度Yとで、変数γ及び変数δを下記式(35)及び式(36)で定義する。 Here, the variable γ and the variable δ are defined by the following equation (35) and equation (36) with the displacement X o and the angle Y o .

Figure 2019082358
Figure 2019082358

Figure 2019082358
Figure 2019082358

また、上述したΔg11は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、下記式(37)で表すことができる。そして、Δg11は、上記式(35)及び上記式(36)に基づいて、変数γ、変数δ、及び角度θを用いて表すこともできる。 Further, the above-described Δg 11 can be expressed by the following equation (37) using the displacement X o , the angle Y o , and the angle θ 3 . Then, Derutaji11, the above formula (35) and the above formula based on the (36), a variable gamma, variable [delta], and can also be expressed using the angle theta 3.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

同様に、上述したΔg12は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、下記式(38)で表すことができる。そして、Δg12は、上記式(35)及び上記式(36)に基づいて、変数γ、変数δ、及び角度θを用いて表すこともできる。 Similarly, the above-described Δg12 can be expressed by the following equation (38) using the displacement X o , the angle Y o , and the angle θ 4 . Then, Δg 12 can also be expressed using the variable γ, the variable δ, and the angle θ 4 based on the above equation (35) and the above equation (36).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

式(33)及び式(34)より、磁束密度Bom1の情報と、磁束密度Bom2の情報とが取得できれば、上記式(37)にΔg1を与え、上記式(38)にΔg2を与え、変数γ及び変数δを求めることができる。変数γ及び変数δを下記式(39)に与えると、角度Yが求まる。 If information of the magnetic flux density B om1 and information of the magnetic flux density B om2 can be obtained from the equations (33) and (34), Δg1 is given to the equation (37), and Δg2 is given to the equation (38). The variable γ and the variable δ can be determined. When the variable γ and the variable δ are given to the following equation (39), the angle Yo can be obtained.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

変数γ及び変数δを下記式(40)に与えると、変位Xが求まる。 If the variable γ and the variable δ are given to the following equation (40), the displacement X o can be obtained.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

角度補正部204は、下記式(41)に、上記式(39)及び上記式(40)に基づいた変位X及び角度Yを与え、第2補正角度θosを算出する。あるいは、角度補正部204は、下記式(42)に、上記式(39)及び上記式(40)に基づいた変位X及び角度Yを与え、第2補正角度θosを算出する。 The angle correction unit 204 gives the displacement X o and the angle Y o based on the equation (39) and the equation (40) to the following equation (41) to calculate a second correction angle θ os . Alternatively, the angle correction unit 204 gives the displacement X o and the angle Y o based on the above equation (39) and the above equation (40) to the following equation (42) to calculate the second correction angle θ os .

Figure 2019082358
Figure 2019082358

Figure 2019082358
Figure 2019082358

その結果、角度補正部204は、出力軸82b又は第2多極磁石22の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第2の変位Xによる誤差が補正された第2多極磁石22の第2補正角度θosを算出することができる。なお、図10に示すように、基準回転軸Ax0から検出基準位置26Pまでの半径は、Ro1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置28Pまでの半径は、Ro2である。実施形態1において、半径Ro1と、半径Ro2は、同じ半径Rである。 As a result, the angle correction unit 204 detects the error due to the second displacement X o relative to the reference rotational axis Ax 0 of the output shaft 82 b or the second multipole magnet 22 of the second multipole magnet 22. The second correction angle θ os can be calculated. As shown in FIG. 10, the radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 26P is R o1. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 28P is R o2. In the first embodiment, the radius R o1 and the radius R o2 are the same radius R.

以上説明したように、第2角度検出部200は、第2シャフトとしての出力軸82bと、第2多極磁石22と、第3磁気センサ26と、第4磁気センサ28と、角度補正部204とを備える第2角度検出装置である。第2多極磁石22は、出力軸82bの回転に連動して回転する。そうすると、第2多極磁石22の回転により、第3磁気センサ26と第4磁気センサ28とは、第2多極磁石22の周囲において周方向に異なる位置に配置されている。第3磁気センサ26は、検出した第3角度θoe1と、磁束密度Bom1である第3磁束密度とを角度補正部204に出力する。第4磁気センサ28は、検出した第4角度θoe2と、磁束密度Bom2である第4磁束密度とを角度補正部204に出力する。実施形態1において、磁束密度Bom1は、第3磁気センサ26と、第2多極磁石22との間の第3距離に応じた第3距離相関値である。磁束密度Bom2は、第4磁気センサ28と、第2多極磁石22との間の第4距離に応じた第4距離相関値である。 As described above, the second angle detection unit 200 includes the output shaft 82b as the second shaft, the second multipole magnet 22, the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the angle correction unit 204. And a second angle detection device. The second multipole magnet 22 rotates in conjunction with the rotation of the output shaft 82b. Then, the third magnetic sensor 26 and the fourth magnetic sensor 28 are disposed at circumferentially different positions around the second multipole magnet 22 by the rotation of the second multipole magnet 22. The third magnetic sensor 26 outputs the detected third angle θ oe1 and the third magnetic flux density that is the magnetic flux density B om1 to the angle correction unit 204. The fourth magnetic sensor 28 outputs the detected fourth angle θ oe2 and the fourth magnetic flux density that is the magnetic flux density B om2 to the angle correction unit 204. In the first embodiment, the magnetic flux density B om1 is a third distance correlation value corresponding to the third distance between the third magnetic sensor 26 and the second multipole magnet 22. The magnetic flux density B om2 is a fourth distance correlation value corresponding to the fourth distance between the fourth magnetic sensor 28 and the second multipole magnet 22.

角度補正部204は、第3角度θoe1、第4角度θoe2、磁束密度Bom1、及び磁束密度Bom2に基づいて、第2補正角度θosを算出する。第2補正角度θosは、第3磁気センサ26と第2多極磁石22又は出力軸82bの回転軸が方向48へ相対的に変位したことによる角度誤差及び第4磁気センサ28と第2多極磁石22又は出力軸82bの回転軸が方向48へ相対的に変位したことによる角度誤差の少なくとも1つによる角度誤差が補正された第2多極磁石22又は出力軸82bの回転角度である。これによれば、第2角度検出部200は、第1角度検出部100と同様の作用で第2補正角度θosを算出することができる。 The angle correction unit 204 calculates a second correction angle θ os based on the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the magnetic flux density B om1 , and the magnetic flux density B om2 . The second correction angle θ os is an angle error due to relative displacement of the rotational axis of the third magnetic sensor 26 and the second multipole magnet 22 or the output shaft 82b in the direction 48, and the fourth magnetic sensor 28 and the second multiple The rotation angle of the second multipole magnet 22 or the output shaft 82b is an angle error corrected by at least one of the angle errors due to relative displacement of the rotation axis of the pole magnet 22 or the output shaft 82b in the direction 48. According to this, the second angle detection unit 200 can calculate the second correction angle θ os with the same action as the first angle detection unit 100.

本実施形態において、第1磁気センサ16の検出基準位置16P、及び第2磁気センサ18の検出基準位置18Pは、基準回転軸Ax0を中心とする半径Rの第1円C1上に配置され、第3磁気センサ26の検出基準位置26P、及び第4磁気センサ28の検出基準位置28Pは、基準回転軸Ax0を中心とする半径Rの第2円C2上に配置される。なお、第1多極磁石12の基準回転軸Ax0から第1磁気センサ16、及び第2磁気センサ18が配置される距離は、異なっていてもよい。また、第2多極磁石22の基準回転軸Ax0から第3磁気センサ26、及び第4磁気センサ28が配置される距離は、異なっていてもよい。   In the present embodiment, the detection reference position 16P of the first magnetic sensor 16 and the detection reference position 18P of the second magnetic sensor 18 are disposed on a first circle C1 of radius R centered on the reference rotation axis Ax0. The detection reference position 26P of the third magnetic sensor 26 and the detection reference position 28P of the fourth magnetic sensor 28 are disposed on a second circle C2 of radius R centered on the reference rotation axis Ax0. The distance at which the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are disposed from the reference rotation axis Ax0 of the first multipole magnet 12 may be different. Further, the distance at which the third magnetic sensor 26 and the fourth magnetic sensor 28 are disposed from the reference rotation axis Ax0 of the second multipole magnet 22 may be different.

図12に示すように、図3に示す相対角度検出部300は、算出された第1補正角度θis及び第2補正角度θosに基づいて相対角度Δθioを算出する(ステップST31)。本実施形態において、相対角度検出部300は、第1シャフトである入力軸82aと、第2シャフトである出力軸82bとの相対角度Δθioを算出する相対角度検出装置である。相対角度Δθioには、上述した誤差角度Z、誤差角度Z、第3磁気センサ26と第2多極磁石22又は出力軸82bの回転軸が方向へ相対的に変位したことによる角度誤差及び第4磁気センサ28と第2多極磁石22又は出力軸82bの回転軸が方向へ相対的に変位したことによる角度誤差の少なくとも1つが減少するので、精度が高くなる。 As shown in FIG. 12, the relative angle detection unit 300 shown in FIG. 3 calculates the relative angle Δθ io based on the calculated first correction angle θ is and the second correction angle θ os (step ST31). In the present embodiment, the relative angle detection unit 300 is a relative angle detection device that calculates the relative angle Δθ io between the input shaft 82a, which is the first shaft, and the output shaft 82b, which is the second shaft. In the relative angle Δθ io , the above-mentioned error angle Z 1 , error angle Z 2 , an angle error due to relative displacement of the rotation axis of the third magnetic sensor 26 and the second multipole magnet 22 or the output shaft 82b in the direction Since at least one of the angular errors due to the relative displacement of the rotation axes of the fourth magnetic sensor 28 and the second multipole magnet 22 or the output shaft 82b is reduced, the accuracy is enhanced.

本実施形態の相対角度検出部300は、角度補正部104とは別に、角度補正部204を備え、角度補正部104及び角度補正部204が、それぞれ第1角度検出装置又は第2角度検出装置の角度補正部として機能する。上述した角度補正部204がなく、角度補正部104が角度補正部204の処理をしてもよい。あるいは、上述した角度補正部104がなく、角度補正部204が角度補正部104の処理をしてもよい。   The relative angle detection unit 300 according to the present embodiment includes an angle correction unit 204 separately from the angle correction unit 104, and the angle correction unit 104 and the angle correction unit 204 are respectively a first angle detection device or a second angle detection device. It functions as an angle correction unit. The angle correction unit 104 may perform the processing of the angle correction unit 204 without the above-described angle correction unit 204. Alternatively, the angle correction unit 204 may perform the processing of the angle correction unit 104 without the above-described angle correction unit 104.

図12に示すように、図3に示すトルクセンサ400は、ステップST31において算出された相対角度Δθioに基づいて操舵トルクTを算出する(ステップST41)。これによれば、トルクセンサ400は、操舵トルクTを算出することができる。操舵トルクTは、上述した誤差角度Z、誤差角度Z、第3磁気センサ26と第2多極磁石22又は出力軸82bの回転軸が方向へ相対的に変位したことによる角度誤差及び第4磁気センサ28と第2多極磁石22又は出力軸82bの回転軸が方向へ相対的に変位したことによる角度誤差の少なくとも1つが減少するので、精度が高くなる。 As shown in FIG. 12, the torque sensor 400 shown in FIG. 3 calculates the steering torque T based on the relative angle Δθ io calculated in step ST31 (step ST41). According to this, the torque sensor 400 can calculate the steering torque T. The steering torque T is an angular error due to the relative displacement of the rotational axis of the third magnetic sensor 26 and the second multipole magnet 22 or the output shaft 82b in the direction and the error angle Z 1 and the error angle Z 2 described above. Since at least one of the angular errors due to the relative displacement of the rotational axes of the four magnetic sensor 28 and the second multipole magnet 22 or the output shaft 82b in the direction is reduced, the accuracy is enhanced.

図12に示すように、図3に示すトルク演算部402は、操舵トルクTの情報を信号としてモータ制御部91に出力する(ステップST42)。モータ制御部91は、操舵トルクTの情報と車速SVと動作情報SYとに基づいて補助操舵指令値を算出する。そして、モータ制御部91は、その算出された補助操舵指令値に基づいてモータ93へ供給する電力値SXを調節する。その結果、電動パワーステアリング装置80は、操作者へ与える違和感の少ない補助操舵トルクを出力することができる。   As shown in FIG. 12, the torque calculation unit 402 shown in FIG. 3 outputs information on the steering torque T as a signal to the motor control unit 91 (step ST42). The motor control unit 91 calculates the assist steering command value based on the information of the steering torque T, the vehicle speed SV and the operation information SY. Then, motor control unit 91 adjusts electric power value SX supplied to motor 93 based on the calculated assist steering command value. As a result, the electric power steering device 80 can output the auxiliary steering torque with less discomfort to the operator.

次に、図13及び図14を参照して、異常検出部106が第1磁気センサ16、及び第2磁気センサ18の異常を検出する方法について説明する。図13は、実施形態1に係る異常検出部が回転角度センサの異常を検出する手順を示すフローチャートである。図14は、実施形態1に係る異常検出部が第1磁気センサ及び第2磁気センサの異常を検出する方法を説明するための説明図である。   Next, with reference to FIG. 13 and FIG. 14, a method in which the abnormality detection unit 106 detects an abnormality of the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 will be described. FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure in which the abnormality detection unit according to the first embodiment detects an abnormality in the rotation angle sensor. FIG. 14 is an explanatory diagram for describing a method of detecting an abnormality of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor according to the first embodiment.

図13に示すように、まず、異常検出部106は、比較ステップST51を実行する。比較ステップST51において、異常検出部106は、第1角度θie1と第2角度θie2とを比較して、第1磁気センサ16、及び第2磁気センサ18の異常を検出する。具体的には、図14に示すように、異常検出部106は、第1角度θie1と第2角度θie2との差が予め定められた閾値Thを超えた場合に、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18のうち少なくとも1つが異常であることを検出する。図14に示すt1は、第1角度θie1と第2角度θie2との差が閾値Thを超えた時刻を示す。 As shown in FIG. 13, the abnormality detection unit 106 first executes comparison step ST51. In the comparison step ST51, the abnormality detection unit 106 detects an abnormality of the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 by comparing the first angle θ ie1 with the second angle θ ie2 . Specifically, as shown in FIG. 14, when the difference between the first angle θ ie1 and the second angle θ ie2 exceeds a predetermined threshold Th, as shown in FIG. And at least one of the second magnetic sensors 18 is detected as abnormal. T1 shown in FIG. 14 indicates the time when the difference between the first angle θ ie1 and the second angle θ ie2 exceeds the threshold value Th.

次に、異常検出部106は、回転角度センサ10が異常であるか否かを判定する(ステップST52)。具体的には、異常検出部106は、第1角度θie1と第2角度θie2との差が閾値Th以下である場合(ST52、Yes)に、回転角度センサ10が異常ではないと判定する。 Next, abnormality detection unit 106 determines whether or not rotation angle sensor 10 is abnormal (step ST52). Specifically, the abnormality detection unit 106 determines that the rotation angle sensor 10 is not abnormal when the difference between the first angle θ ie1 and the second angle θ ie2 is equal to or smaller than the threshold Th (ST 52, Yes). .

ステップST52で異常検出部106が回転角度センサ10に異常があると判定した場合(ステップST52、No)、異常検出部106は、継続運転不可判定を行う(ステップST53)。具体的には、異常検出部106は、運転継続不可判定信号をモータ制御部91に出力する。モータ制御部91は、運転継続不可判定信号が入力された場合に、運転者へアラートを表示する。これによれば、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18が故障した場合に、運転者に故障を知らせることができる。また、モータ制御部91は、運転継続不可判定信号が入力された場合に、モータ93への電力の供給を停止する。これによれば、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18のうち少なくとも一方が故障した場合に、モータ制御部91が誤った電力値SXを出力することを防ぐことができる。   When the abnormality detection unit 106 determines that there is an abnormality in the rotation angle sensor 10 in step ST52 (No in step ST52), the abnormality detection unit 106 determines that continuous operation is not possible (step ST53). Specifically, the abnormality detection unit 106 outputs an operation continuation impossibility determination signal to the motor control unit 91. The motor control unit 91 displays an alert for the driver when the driving continuation impossible determination signal is input. According to this, when the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 fail, the driver can be notified of the failure. In addition, the motor control unit 91 stops the supply of power to the motor 93 when the operation continuation impossibility determination signal is input. According to this, when at least one of the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 fails, it is possible to prevent the motor control unit 91 from outputting the erroneous power value SX.

異常検出部206は、異常検出部106と同様に、第3角度θoe1と第4角度θoe2とを比較して、第3磁気センサ26、及び第4磁気センサ28の異常を検出する。このため、異常検出部206の詳細な説明は、省略する。 Similar to the abnormality detection unit 106, the abnormality detection unit 206 compares the third angle θ oe1 with the fourth angle θ oe2 to detect an abnormality in the third magnetic sensor 26 and the fourth magnetic sensor 28. Therefore, the detailed description of the abnormality detection unit 206 is omitted.

なお、角度補正部104、異常検出部106、206、角度補正部204、差分演算部302、及びトルク演算部402は、ECU90に含まれる構成としたが、ECU90の外部に配置される構成としてもよい。   Although the angle correction unit 104, the abnormality detection units 106 and 206, the angle correction unit 204, the difference calculation unit 302, and the torque calculation unit 402 are included in the ECU 90, they may be arranged outside the ECU 90. Good.

(実施形態2)
図15は、実施形態2に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図16及び図17は、実施形態2に係る回転角度センサを模式的に示す平面図である。なお、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
Second Embodiment
FIG. 15 is a schematic view showing a functional block of the torque sensor according to the second embodiment. 16 and 17 are plan views schematically showing the rotation angle sensor according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as what was demonstrated in Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図15及び図16に示すように、実施形態2の回転角度センサ10は、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17を備えている。基準回転軸Ax0から検出基準位置16Pまでの半径は、Ri1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置18Pまでの半径は、Ri2である。基準回転軸Ax0から検出基準位置17Pまでの半径は、Ri3である。図16に示すように、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17は、検出基準位置16P、検出基準位置17P、検出基準位置18Pが第1円C1上に位置する。このため、半径Ri1、半径Ri2及び半径Ri3は、半径Rの大きさである。 As shown in FIGS. 15 and 16, the rotation angle sensor 10 of the second embodiment includes a first magnetic sensor 16, a second magnetic sensor 18, and a fifth magnetic sensor 17. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 16P is R i1. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 18P is R i2. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 17P is R i3. As shown in FIG. 16, in the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17, the detection reference position 16P, the detection reference position 17P, and the detection reference position 18P are located on the first circle C1. . Therefore, the radius R i1 , the radius R i2 and the radius R i3 are the size of the radius R.

第1磁気センサ16と第5磁気センサ17との配置において、基準回転軸Ax0と検出基準位置16Pとを結ぶ線分と、基準回転軸Ax0と検出基準位置17Pとを結ぶ線分とが成す角は、角度φ’となっている。角度φ’は、角度φとは異なる角度である。 In the arrangement of the first magnetic sensor 16 and the fifth magnetic sensor 17, an angle formed by a line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 16P and a line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 17P Is the angle φ 1 '. The angle φ 1 ′ is an angle different from the angle φ 1 .

実施形態2において、図15に示す異常検出部106は、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17に接続されている。第5磁気センサ17は、角度補正部104及び異常検出部106へ、第5角度θie3の信号を出力する。第5角度θie3は、電気角度である。また、第5磁気センサ17は、角度補正部104へ、検出した磁束密度Bim3の信号を出力する。磁極数mと第5角度θie3に基づき、角度補正部104は機械角の第2角度θi3を算出する。なお、第2磁気センサ18において電気角を機械角に変換し、角度補正部104へ機械角の第2角度θi3を出力してもよい。 In the second embodiment, the abnormality detection unit 106 illustrated in FIG. 15 is connected to the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17. The fifth magnetic sensor 17 outputs a signal of the fifth angle θ ie3 to the angle correction unit 104 and the abnormality detection unit 106. The fifth angle θ ie3 is an electrical angle. The fifth magnetic sensor 17 also outputs a signal of the detected magnetic flux density B im3 to the angle correction unit 104. Based on the number m of magnetic poles and the fifth angle θ ie3 , the angle correction unit 104 calculates a second angle θ i3 of the mechanical angle. The electrical angle may be converted to a mechanical angle in the second magnetic sensor 18, and the second angle θi3 of the mechanical angle may be output to the angle correction unit 104.

異常検出部106は、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17のうちいずれの磁気センサが異常であるかを検出する。具体的には、異常検出部106は、第1磁気センサ16が出力する第1電気角θie1、第2磁気センサ18が出力する第2電気角θie2、及び第5磁気センサ17が出力する第5電気角θie3から電気角の差分値を算出してもよい。そして、該差分値が予め定められた閾値を超えているか否かを判定することでいずれの磁気センサが異常であるかを検出する構成とする。 The abnormality detection unit 106 detects which one of the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17 is abnormal. Specifically, the abnormality detection unit 106 outputs a first electric angle θ ie1 output by the first magnetic sensor 16, a second electric angle θ ie2 output by the second magnetic sensor 18, and an output of the fifth magnetic sensor 17. The difference value of the electrical angle may be calculated from the fifth electrical angle θ ie3 . Then, it is configured to detect which magnetic sensor is abnormal by determining whether the difference value exceeds a predetermined threshold value.

例えば、異常検出部106によって、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17に異常が検出されなかった場合、図15に示す角度補正部104は、記憶部102に記憶された式(19)、式(20)、式(23)、式(24)の連立方程式を解くことで、式(27)又は式(28)で求まる第1補正角度θisを算出する。第1基準角度θ、第2基準角度θ、定数K、半径Ri1、半径Ri2及び磁束密度Bio1及び磁束密度Bio2は、記憶部102に予め記憶されている。 For example, when no abnormality is detected in the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17 by the abnormality detection unit 106, the angle correction unit 104 shown in FIG. By solving the simultaneous equations of Equation (19), Equation (20), Equation (23), and Equation (24), the first correction angle θ is obtained by Equation (27) or Equation (28) is calculated. The first reference angle θ 1 , the second reference angle θ 2 , the constant K i , the radius R i1 , the radius R i2, the magnetic flux density B io1, and the magnetic flux density B io2 are stored in the storage unit 102 in advance.

異常検出部106によって第2磁気センサ18に異常が検出された場合、角度補正部104は、異常検出部106によって異常が検出されなかった第1磁気センサ16の出力と、異常検出部106によって異常が検出されなかった第5磁気センサ17の出力とに基づいて、第1補正角度θisを算出する。入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第5磁気センサ17と第1多極磁石12との間は、第2基準距離量g3離れている。この場合、第5磁気センサ17は、磁束密度Bio3を検出する。第2基準距離量g3と、磁束密度Bio3とは、下記式(43)の関係にある。 When an abnormality is detected in the second magnetic sensor 18 by the abnormality detection unit 106, the angle correction unit 104 detects an abnormality in the output of the first magnetic sensor 16 in which the abnormality is not detected by the abnormality detection unit 106 and the abnormality detection unit 106. The first correction angle θ is is calculated on the basis of the output of the fifth magnetic sensor 17 in which the value of d is not detected. In the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the fifth reference distance g3 is separated between the fifth magnetic sensor 17 and the first multipole magnet 12 There is. In this case, the fifth magnetic sensor 17 detects the magnetic flux density B io3 . The second reference distance amount g3 and the magnetic flux density B io3 have a relationship of the following formula (43).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第5磁気センサ17と第1多極磁石12との距離変位Δg2は、式(44)で求めることができる。   The distance displacement Δg2 between the fifth magnetic sensor 17 and the first multipole magnet 12 can be obtained by equation (44).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第2基準角度θ’は、図16に示すように、第1基準角度θと角度φ’を加算した角度である。第1基準角度θ、第2基準角度θ’、定数K、半径Ri1、半径Ri2、半径Ri3及び磁束密度Bio3は、記憶部102に予め記憶されている。 The second reference angle θ 2 ′ is, as shown in FIG. 16, an angle obtained by adding the first reference angle θ 1 and the angle φ 1 ′. The first reference angle θ 1 , the second reference angle θ 2 ′, the constant K i , the radius R i1 , the radius R i2 , the radius R i3 and the magnetic flux density B io3 are stored in the storage unit 102 in advance.

上記式(44)において求めたΔg2は、変位X、角度Y、及び角度θ’を用いて、下記式(45)で表すことができる。 Δg2 determined in the above formula (44), the displacement X i, the angle Y i, and using the angle theta 2 ', can be represented by the following formula (45).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

式(19)及び式(44)より、磁束密度Bim1の情報と、磁束密度Bim3の情報とが取得できれば、上記式(23)にΔg1を与え、上記式(45)にΔg2を与え、変数α及び変数βを求めることができる。変数α及び変数βを上記式(25)に与えると、角度Yが求まる。変数α及び変数βを上記式(26)に与えると、変位Xが求まる。 If information of the magnetic flux density B im1 and information of the magnetic flux density B im3 can be obtained from the equations (19) and (44), Δg1 is given to the equation (23), and Δg2 is given to the equation (45), The variables α and β can be determined. When the variable α and the variable β are given to the above equation (25), the angle Y i can be obtained. When the variable α and the variable β are given to the above equation (26), the displacement X i can be obtained.

角度補正部104は、下記式(46)に、上記式(25)及び上記式(26)に基づいた変位X及び角度Yを与え、第1補正角度θisを算出する。その結果、角度補正部104は、入力軸82a又は第1多極磁石12の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第1の変位Xiによる誤差が補正された第1多極磁石12の第1補正角度θisを算出することができる。 Angle correction unit 104, the following equation (46) gives the displacements X i and the angle Y i based on the equation (25) and the formula (26), calculates a first correction angle theta IS. As a result, the angle correction unit 104 is configured such that the error due to the first displacement Xi relative to the reference axis of rotation Ax0 of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is corrected. 1 Correction angle θ is can be calculated.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

これによれば、回転角度センサ10の磁気センサを冗長化させることができる。その結果、第1角度検出部100は、第2磁気センサ18が故障した場合でも、機能継続することができる。   According to this, it is possible to make the magnetic sensor of the rotation angle sensor 10 redundant. As a result, even when the second magnetic sensor 18 fails, the first angle detection unit 100 can continue its function.

図17に示すように、実施形態2の回転角度センサ20は、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27を備えている。基準回転軸Ax0から検出基準位置26Pまでの半径は、Ro1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置28Pまでの半径は、Ro2である。基準回転軸Ax0から検出基準位置27Pまでの半径は、Ro3である。図17に示すように、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27は、検出基準位置26P、検出基準位置27P、検出基準位置28Pが第2円C2上に位置する。このため、半径Ro1、半径Ro2及び半径Ro3は、半径Rの大きさである。なお、図17に示す直線L00は、基準回転軸Ax0から第2多極磁石22の回転の基準方向へ引いた直線である。 As shown in FIG. 17, the rotation angle sensor 20 of Embodiment 2 includes a third magnetic sensor 26, a fourth magnetic sensor 28, and a sixth magnetic sensor 27. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 26P is R o1. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 28P is R o2. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 27P is R o3. As shown in FIG. 17, in the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27, the detection reference position 26P, the detection reference position 27P, and the detection reference position 28P are located on the second circle C2. . Therefore, the radius R o1 , the radius R o2 and the radius R o3 are the size of the radius R. The straight line L00 shown in FIG. 17 is a straight line drawn from the reference rotation axis Ax0 in the reference direction of the rotation of the second multipole magnet 22.

基準回転軸Ax0と検出基準位置26Pとを結ぶ線分と、基準回転軸Ax0と検出基準位置28Pとを結ぶ線分とが成す角は、角度φとなっている。基準回転軸Ax0と検出基準位置26Pとを結ぶ線分と、基準回転軸Ax0と検出基準位置27Pとを結ぶ線分とが成す角は、角度φ’となっている。角度φ’は、角度φとは異なる角度である。 A line segment connecting the reference rotation axis Ax0 a detection reference position 26P, angle made by the line segment connecting the reference rotation axis Ax0 a detection reference position 28P has a angle phi 2. An angle formed by a line segment connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 26P and a line segment connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 27P is an angle φ 2 '. The angle φ 2 ′ is an angle different from the angle φ 2 .

実施形態2において、図15に示す異常検出部206は、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27に接続されている。第6磁気センサ27は、角度補正部204及び異常検出部206へ、第4角度θoe3の信号を出力する。第4角度θoe3は、電気角度である。また、第6磁気センサ27は、角度補正部204へ、検出した磁束密度Bom3の信号を出力する。 In the second embodiment, the abnormality detection unit 206 shown in FIG. 15 is connected to the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27. The sixth magnetic sensor 27 outputs a signal of the fourth angle θ oe3 to the angle correction unit 204 and the abnormality detection unit 206. The fourth angle θ oe3 is an electrical angle. Further, the sixth magnetic sensor 27 outputs a signal of the detected magnetic flux density B om 3 to the angle correction unit 204.

異常検出部206は、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27のうちいずれの磁気センサが異常であるかを検出する。具体的には、異常検出部206は、第3磁気センサ26が出力する第3電気角θoe1、第4磁気センサ28が出力する第4電気角θoe2、第6磁気センサ27が出力する第6電気角θoe3から電気角の差分値を算出してもよい。そして、該差分値が予め定められた閾値を超えているか否かを判定することでいずれの磁気センサが異常であるかを検出する構成とする。 The abnormality detection unit 206 detects which of the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27 is abnormal. Specifically, the abnormality detection unit 206 outputs a third electric angle θ oe1 output by the third magnetic sensor 26, a fourth electric angle θ oe2 output by the fourth magnetic sensor 28, and a third electric angle output by the sixth magnetic sensor 27. The difference value of the electrical angle may be calculated from 6 electrical angles θ oe3 . Then, it is configured to detect which magnetic sensor is abnormal by determining whether the difference value exceeds a predetermined threshold value.

例えば、異常検出部206によって、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27に異常が検出されなかった場合、図15に示す角度補正部204は、記憶部102に記憶された式(33)、式(34)、及び式(37)から式(40)の連立方程式を解くことで、式(41)又は式(42)で求まる第2補正角度θosを算出する。第3基準角度θ、第4基準角度θ、定数K、半径Ro1、半径Ro2、磁束密度Bio11及び磁束密度Bio12は、記憶部102に予め記憶されている。図示は省略するが、図11に示す第1変位Xの代わりに、基準回転軸Ax0に対しての相対的な第2変位がXとされ、角度Yの代わりに、第2変位Xの方向と基準回転軸Ax0から第2多極磁石22の回転中心へ引いた直線とが成す角度がYとされる。 For example, when no abnormality is detected in the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27 by the abnormality detection unit 206, the angle correction unit 204 illustrated in FIG. The second correction angle θ os calculated by equation (41) or equation (42) is calculated by solving the simultaneous equations of equation (40) from equation (33), equation (34), and equation (37) . The third reference angle θ 3 , the fourth reference angle θ 4 , the constant K o , the radius R o1 , the radius R o2, the magnetic flux density B io 11 and the magnetic flux density B io 12 are stored in the storage unit 102 in advance. Although not shown, instead of the first displacement X i shown in FIG. 11, relative the second displacement with respect to the reference rotation axis Ax0 is as X o, in place of the angle Y i, the second displacement X An angle formed by the direction of o and a straight line drawn from the reference rotation axis Ax0 to the rotation center of the second multipole magnet 22 is taken as Yo.

異常検出部206によって第4磁気センサ28に異常が検出された場合、角度補正部204は、異常検出部206によって異常が検出されなかった第3磁気センサ26の出力と、異常検出部206によって異常が検出されなかった第6磁気センサ27の出力とに基づいて、第2補正角度θosを算出する。出力軸82b又は第2多極磁石22が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第6磁気センサ27と第2多極磁石22との間の距離量gom13が第2基準距離量g13だけ離れている。この場合、第6磁気センサ27は、磁束密度Bio13を検出する。第2基準距離量g13と、磁束密度Bio13とは、下記式(47)の関係にある。 When an abnormality is detected in the fourth magnetic sensor 28 by the abnormality detection unit 206, the angle correction unit 204 detects an abnormality in the output of the third magnetic sensor 26 in which the abnormality is not detected by the abnormality detection unit 206 and the abnormality by the abnormality detection unit 206. The second correction angle θ os is calculated based on the output of the sixth magnetic sensor 27 in which the second magnetic sensor 27 is not detected. When the output shaft 82b or the second multipole magnet 22 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the distance amount gom13 between the sixth magnetic sensor 27 and the second multipole magnet 22 is the second reference distance amount Only g13 is away. In this case, the sixth magnetic sensor 27 detects the magnetic flux density B io 13 . The second reference distance amount g13 and the magnetic flux density B io13 have a relationship of the following formula (47).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第6磁気センサ27と第2多極磁石22との距離変位Δg12は、式(48)で求めることができる。   The distance displacement Δg12 between the sixth magnetic sensor 27 and the second multipole magnet 22 can be obtained by equation (48).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第4基準角度θ’は、図17に示すように、第3基準角度θと角度φ’を加算した角度である。第4基準角度θ、第3基準角度θ’、定数K、半径Ro1、半径Ro2、半径Ri011及び磁束密度Bio13は、記憶部102に予め記憶されている。 The fourth reference angle θ 4 ′ is, as shown in FIG. 17, an angle obtained by adding the third reference angle θ 3 and the angle φ 2 ′. The fourth reference angle θ 3 , the third reference angle θ 4 ′, the constant K i , the radius R o1 , the radius R o2 , the radius R i 011 and the magnetic flux density B io 13 are stored in the storage unit 102 in advance.

上記式(48)において求めたΔg12は、変位X、角度Y、及び角度θ’を用いて、下記式(49)で表すことができる。 Δg12 determined in the above equation (48) can be expressed by the following equation (49) using the displacement X o , the angle Y o , and the angle θ 4 ′.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

式(33)及び式(48)より、磁束密度Bom1の情報と、磁束密度Bom3の情報とが取得できれば、上記式(37)にΔg11を与え、上記式(49)にΔg12を与え、変数γ及び変数δを求めることができる。変数γ及び変数δを上記式(39)に与えると、角度Yが求まる。変数γ及び変数δを上記式(40)に与えると、変位Xが求まる。 If information of the magnetic flux density B om1 and information of the magnetic flux density B om3 can be obtained from the equations (33) and (48), Δg11 is given to the equation (37), and Δg12 is given to the equation (49). The variable γ and the variable δ can be determined. When the variable γ and the variable δ are given to the above equation (39), the angle Yo can be obtained. When the variable γ and the variable δ are given to the above equation (40), the displacement X o can be obtained.

角度補正部204は、下記式(50)に、上記式(39)及び上記式(40)に基づいた変位X及び角度Yを与え、第2補正角度θosを算出する。その結果、角度補正部204は、出力軸82b又は第2多極磁石22の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第2の変位Xによる誤差が補正された第2多極磁石22の第2補正角度θosを算出することができる。 The angle correction unit 204 gives the displacement X o and the angle Y o based on the equation (39) and the equation (40) to the following equation (50) to calculate a second correction angle θ os . As a result, the angle correction unit 204 detects the error due to the second displacement X o relative to the reference rotational axis Ax 0 of the output shaft 82 b or the second multipole magnet 22 of the second multipole magnet 22. The second correction angle θ os can be calculated.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

これによれば、回転角度センサ20の磁気センサを冗長化させることができる。その結果、第2角度検出部200は、第4磁気センサ28が故障した場合でも、機能継続することができる。また、回転角度センサ20において、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27のうち1つが故障した場合でも、電動パワーステアリング装置80は、運転者の操舵をアシストすることができる。   According to this, it is possible to make the magnetic sensor of the rotation angle sensor 20 redundant. As a result, the second angle detection unit 200 can continue its function even when the fourth magnetic sensor 28 breaks down. Further, in the rotation angle sensor 20, even when one of the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27 fails, the electric power steering apparatus 80 assists the driver's steering. Can.

(実施形態2の変形例1)
図18は、実施形態2の変形例1に係る入力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。実施形態2の変形例1に係る回転角度センサ10において、基準回転軸Ax0に対する第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17の位置が、上述した実施形態2とは異なる。なお、上述した実施形態2で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Modification 1 of Embodiment 2)
FIG. 18 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs a rotation angle of an input shaft according to a first modification of the second embodiment. In the rotation angle sensor 10 according to the first modification of the second embodiment, the positions of the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17 with respect to the reference rotation axis Ax0 are different from those in the second embodiment described above. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as what was demonstrated in Embodiment 2 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図18に示すように、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17は、検出基準位置16P、検出基準位置17P、検出基準位置18Pが直線PL1上に等間隔に並ぶように、基板14に配置されている。検出基準位置16Pと、検出基準位置17Pとの間は、距離W1であり、検出基準位置17Pと、検出基準位置18Pとの間は、距離W1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置16Pまでの半径は、Ri1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置18Pまでの半径は、Ri2である。基準回転軸Ax0から検出基準位置17Pまでの半径は、Ri3である。 As shown in FIG. 18, in the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17, the detection reference position 16P, the detection reference position 17P, and the detection reference positions 18P are equally spaced on a straight line PL1. As such, it is disposed on the substrate 14. The distance W1 is between the detection reference position 16P and the detection reference position 17P, and the distance W1 is between the detection reference position 17P and the detection reference position 18P. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 16P is R i1. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 18P is R i2. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 17P is R i3.

図18に示す回転角度センサ10において、検出基準位置16Pと検出基準位置18Pとが基準回転軸Ax0と検出基準位置17Pとを結ぶ線に対して、線対称の位置にある。直線PL1と、基準回転軸Ax0と検出基準位置17Pとを結ぶ線とがなす角は直角である。このため、半径Ri1と半径Ri2とは大きさが同じであり、半径Ri1と半径Ri3とは大きさが異なる。 In the rotation angle sensor 10 shown in FIG. 18, the detection reference position 16P and the detection reference position 18P are in line symmetry with respect to a line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 17P. The angle formed by the straight line PL1 and the line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 17P is a right angle. Therefore, the radius Ri1 and the radius Ri2 have the same size, and the radius Ri1 and the radius Ri3 have different sizes.

図19は、実施形態2の変形例1に係るトルクセンサの入力軸が変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。図19に示す回転軸Ax1は、例えば、車両101の振動等により、入力軸82aの位置が変位した場合の入力軸82aの回転軸である。   FIG. 19 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when an input shaft of a torque sensor according to a first modification of the second embodiment is displaced. The rotation axis Ax1 shown in FIG. 19 is, for example, a rotation axis of the input shaft 82a when the position of the input shaft 82a is displaced by the vibration of the vehicle 101 or the like.

第1変位Xが生じており、異常検出部106によって第2磁気センサ18に異常が検出された場合、角度補正部104は、異常検出部106によって異常が検出されなかった第1磁気センサ16の出力と、異常検出部106によって異常が検出されなかった第5磁気センサ17の出力とに基づいて、第1補正角度θisを算出する。ここで、記憶部102には、第1基準角度θ、第2基準角度θ、第2基準角度θ’、半径Ri1、半径Ri2、及び半径Ri3が予め記憶されている。 And cause the first displacement X i, if the abnormality in the second magnetic sensor 18 is detected by the abnormality detection unit 106, an angle correcting unit 104, the first magnetic sensor 16 no abnormality is detected by the abnormality detecting unit 106 The first correction angle θ is is calculated based on the output of the second magnetic sensor 17 and the output of the fifth magnetic sensor 17 for which the abnormality is not detected by the abnormality detection unit 106. Here, in the storage unit 102, a first reference angle θ 1 , a second reference angle θ 2 , a second reference angle θ 2 ′, a radius Ri1 , a radius Ri2 , and a radius Ri3 are stored in advance.

図20は、実施形態2の変形例1に係る出力軸の回転角度を出力する回転角度センサを模式的に示す平面図である。図21は、実施形態2の変形例1に係るトルクセンサの出力軸が変位した場合の回転角度センサを模式的に示す平面図である。図20に示すように、実施形態2の変形例1の回転角度センサ20は、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27を備えている。図20に示すように、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27は、検出基準位置26P、検出基準位置27P、検出基準位置28Pが直線PL2上に等間隔に並ぶように、基板24に配置されている。検出基準位置26Pと、検出基準位置27Pとの間は、距離W1であり、検出基準位置27Pと、検出基準位置28Pとの間は、距離W1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置26Pまでの半径は、Ro1である。基準回転軸Ax0から検出基準位置28Pまでの半径は、Ro2である。基準回転軸Ax0から検出基準位置27Pまでの半径は、Ro3である。半径Ro1と半径Ro2とは大きさが同じであり、半径Ro1と半径Ro3とは大きさが異なる。図21に示す回転軸Ax1は、例えば、車両101の振動等により、出力軸82bの位置が変位した場合の出力軸82bの回転軸である。図21に示すように、基準回転軸Ax0に対しての相対的な第2変位がXとされ、角度Yの代わりに、第2変位Xの方向と基準回転軸Ax0から第2多極磁石22の回転中心へ引いた直線とが成す角度がYとされる。 FIG. 20 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor that outputs the rotation angle of the output shaft according to the first modification of the second embodiment. FIG. 21 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor when an output shaft of a torque sensor according to a first modification of the second embodiment is displaced. As shown in FIG. 20, the rotation angle sensor 20 of the first modification of the second embodiment includes a third magnetic sensor 26, a fourth magnetic sensor 28, and a sixth magnetic sensor 27. As shown in FIG. 20, in the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27, the detection reference position 26P, the detection reference position 27P, and the detection reference positions 28P are equally spaced at a straight line PL2. Are disposed on the substrate 24. The distance W1 is between the detection reference position 26P and the detection reference position 27P, and the distance W1 is between the detection reference position 27P and the detection reference position 28P. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 26P is R o1. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 28P is R o2. Radius from the reference rotation axis Ax0 to detect the reference position 27P is R o3. The radius R o1 and the radius R o2 have the same size, and the radius R o1 and the radius R o3 have different sizes. The rotation axis Ax1 shown in FIG. 21 is, for example, the rotation axis of the output shaft 82b when the position of the output shaft 82b is displaced due to the vibration of the vehicle 101 or the like. As shown in FIG. 21, the second displacement relative to the reference rotation axis Ax0 is X o, and instead of the angle Y i , the direction of the second displacement X o and the second rotation from the reference rotation axis A x 0 An angle formed by a straight line drawn to the rotation center of the pole magnet 22 is defined as Yo .

第2変位Xが生じており、異常検出部206によって第4磁気センサ28に異常が検出された場合、角度補正部204は、異常検出部206によって異常が検出されなかった第3磁気センサ26の出力と、異常検出部206によって異常が検出されなかった第6磁気センサ27の出力とに基づいて、第2補正角度θosを算出する。ここで、記憶部102には、第3基準角度θ、第4基準角度θ、第4基準角度θ’、半径Ro1、半径Ro2、及び半径Ro3が予め記憶されている。 When the second displacement X o occurs and the abnormality is detected in the fourth magnetic sensor 28 by the abnormality detection unit 206, the angle correction unit 204 detects the third magnetic sensor 26 in which the abnormality is not detected by the abnormality detection unit 206. The second correction angle θ os is calculated based on the output of the second magnetic sensor 27 and the output of the sixth magnetic sensor 27 for which the abnormality is not detected by the abnormality detection unit 206. Here, in the storage unit 102, a third reference angle θ 3 , a fourth reference angle θ 4 , a fourth reference angle θ 4 ′, a radius R o1 , a radius R o2 , and a radius R o3 are stored in advance.

この構造により、半径Ri1が半径Ri3と異なるが、実施形態2の変形例1の回転角度センサ10は、第1補正角度θisを算出することができる。同様に、半径Ro1が半径Ro3と異なるが、実施形態2の変形例1の回転角度センサ20は、第2補正角度θosを算出することができる。 By this structure, although radius Ri1 differs from radius Ri3 , the rotation angle sensor 10 of the modification 1 of Embodiment 2 can calculate 1st correction angle (theta) is . Similarly, the radius R o1 is different from the radius R o3, the rotation angle sensor 20 of the first modification of the second embodiment, it is possible to calculate the second correction angle theta os.

第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17は、入力軸82aの軸方向にみて、直線PL1上に等間隔に並ぶ。これにより、基板14の形状の自由度が向上する。例えば、実施形態2のように、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17は、基準回転軸Ax0から等距離である必要はないので、基板14に曲線状の切り欠きを設ける必要はない。基板14を矩形とすることで、基板14の製造効率が向上する。また、基準回転軸Ax0と第1磁気センサ16の検出基準位置16Pの位置及び直線PL1と、基準回転軸Ax0と検出基準位置16Pとを結ぶ線とがなす角を規定するだけで、第1多極磁石12に対する、回転角度センサ10の組付け精度が向上する。   The first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17 are arranged at equal intervals on the straight line PL1 when viewed in the axial direction of the input shaft 82a. Thereby, the degree of freedom of the shape of the substrate 14 is improved. For example, as in the second embodiment, the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17 do not have to be equidistant from the reference rotation axis Ax0. There is no need to make a notch. By making the substrate 14 rectangular, the manufacturing efficiency of the substrate 14 is improved. Further, it is only necessary to define the angle formed by the reference rotation axis Ax0, the position of the detection reference position 16P of the first magnetic sensor 16 and the straight line PL1, and the line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 16P. The assembling accuracy of the rotation angle sensor 10 with respect to the pole magnet 12 is improved.

第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27は、出力軸82bの軸方向にみて、直線PL2上に等間隔に並ぶ。これにより、基板24の形状の自由度が向上する。例えば、実施形態2のように、第3磁気センサ26、第4磁気センサ28、及び第6磁気センサ27は、基準回転軸Ax0から等距離である必要はないので、基板24に曲線状の切り欠きを設ける必要はない。基板24を矩形とすることで、基板24の製造効率が向上する。また、基準回転軸Ax0と第3磁気センサ26の検出基準位置26Pの位置及び直線PL2と、基準回転軸Ax0と検出基準位置26Pとを結ぶ線とがなす角を規定するだけで、第2多極磁石22に対する、回転角度センサ20の組付け精度が向上する。   The third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27 are equally spaced on the straight line PL2 when viewed in the axial direction of the output shaft 82b. Thereby, the degree of freedom of the shape of the substrate 24 is improved. For example, as in the second embodiment, since the third magnetic sensor 26, the fourth magnetic sensor 28, and the sixth magnetic sensor 27 do not have to be equidistant from the reference rotation axis Ax0, the curved cutting on the substrate 24 is performed. There is no need to make a notch. By making the substrate 24 rectangular, the manufacturing efficiency of the substrate 24 is improved. In addition, the second multiple is only defined by defining the angle between the position of the reference rotational axis Ax0 and the position of the detection reference position 26P of the third magnetic sensor 26 and the straight line PL2, and the line connecting the reference rotational axis Ax0 and the detection reference position 26P. The assembling accuracy of the rotation angle sensor 20 with respect to the pole magnet 22 is improved.

(実施形態2の変形例2)
図22は、実施形態2の変形例2に係る回転角度センサを模式的に示す平面図である。図22に示すように、直線PL1と、基準回転軸Ax0と検出基準位置17Pとを結ぶ線とがなす角は直角でなくてもよい。また、回転角度センサ20は、回転角度センサ10の構成と同様の構造をとることができる。
(Modification 2 of Embodiment 2)
FIG. 22 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor according to a second modification of the second embodiment. As shown in FIG. 22, the angle formed by the straight line PL1 and the line connecting the reference rotation axis Ax0 and the detection reference position 17P may not be a right angle. Further, the rotation angle sensor 20 can have the same structure as that of the rotation angle sensor 10.

この構造により、半径Ri1が半径Ri2と異なるが、実施形態2の変形例2の回転角度センサ10は、式(13)、式(14)、及び式(15)の連立方程式を解くことで第1補正角度θisを算出することができる。同様に、半径Ro1が半径Ro2と異なるが、実施形態2の変形例2の回転角度センサ20は、式(17)、式(18)、及び式(19)の連立方程式を解くことで第2補正角度θosを算出することができる。 Although the radius R i1 is different from the radius R i2 due to this structure, the rotation angle sensor 10 of the second modification of the second embodiment solves the simultaneous equations of equations (13), (14), and (15) The first correction angle θ is can be calculated by Similarly, although the radius R o1 is different from the radius R o2 , the rotation angle sensor 20 of the second variation of the second embodiment can be obtained by solving the simultaneous equations of equations (17), (18), and (19) The second correction angle θ os can be calculated.

(実施形態2の変形例3)
図23は、実施形態2の変形例3に係る回転角度センサを模式的に示す平面図である。
図23に示すように、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、及び第5磁気センサ17は、入力軸82aの軸方向にみて、直線PL1上に並ぶ。そして、検出基準位置16Pと、検出基準位置17Pとの間は、距離W1であり、検出基準位置17Pと、検出基準位置18Pとの間は、距離W2である。距離W2は、距離W1よりも大きい。このため、第1磁気センサ16と第2磁気センサ18との距離は、第2磁気センサ18と第5磁気センサ17との距離とは異なる。この構造によれば、半径Ri1、半径Ri2及び半径Ri3が、それぞれ異なる大きさである。また、回転角度センサ20は、回転角度センサ10の構成と同様の構造をとることができる。
(Modification 3 of Embodiment 2)
FIG. 23 is a plan view schematically showing a rotation angle sensor according to a third modification of the second embodiment.
As shown in FIG. 23, the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, and the fifth magnetic sensor 17 are arranged on the straight line PL1 when viewed in the axial direction of the input shaft 82a. The distance between the detection reference position 16P and the detection reference position 17P is a distance W1, and the distance between the detection reference position 17P and the detection reference position 18P is a distance W2. The distance W2 is larger than the distance W1. Therefore, the distance between the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 is different from the distance between the second magnetic sensor 18 and the fifth magnetic sensor 17. According to this structure, the radius Ri1 , the radius Ri2, and the radius Ri3 have different sizes. Further, the rotation angle sensor 20 can have the same structure as that of the rotation angle sensor 10.

以上説明したように、半径Ri1が半径Ri2と異なるが、実施形態2の変形例3の回転角度センサ10は、式(13)、式(14)、及び式(15)の連立方程式を解くことで第1補正角度θisを算出することができる。同様に、半径Ro1が半径Ro2と異なるが、実施形態2の変形例3の回転角度センサ20は、式(17)、式(18)、及び式(19)の連立方程式を解くことで第2補正角度θosを算出することができる。 As described above, although the radius R i1 is different from the radius R i2 , the rotation angle sensor 10 according to the third modification of the second embodiment is a system of equations (13), (14), and (15). The first correction angle θ is can be calculated by solving. Similarly, although the radius R o1 is different from the radius R o2 , the rotation angle sensor 20 of the third modification of the second embodiment can be obtained by solving the simultaneous equations of equations (17), (18), and (19). The second correction angle θ os can be calculated.

(実施形態3)
図24は、実施形態3に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図25は、実施形態3に係るトルクセンサが操舵トルクを算出する手順を示すフローチャートである。図26は、実施形態3に係る第1磁気センサの距離に応じた第1相関値を説明するための説明図である。図27は、実施形態3に係る第2磁気センサの距離に応じた第2相関値を説明するための説明図である。図28は、実施形態3に係る第1磁気センサ又は第2磁気センサの出力特性を説明するための説明図である。なお、上述した実施形態1及び実施形態3で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 24 is a schematic view showing a functional block of a torque sensor according to a third embodiment. FIG. 25 is a flowchart showing a procedure of calculating a steering torque by the torque sensor according to the third embodiment. FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining a first correlation value according to the distance of the first magnetic sensor according to the third embodiment. FIG. 27 is an explanatory diagram for describing a second correlation value according to the distance of the second magnetic sensor according to the third embodiment. FIG. 28 is an explanatory view for explaining output characteristics of the first magnetic sensor or the second magnetic sensor according to the third embodiment. The same components as those described in the first embodiment and the third embodiment described above will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.

図24に示すように、実施形態3に係る第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26、及び第4磁気センサ28は、第1距離相関値Pim1、第2距離相関値Pim2、第3距離相関値Pom1、及び第4距離相関値Pom2を出力する。 As shown in FIG. 24, the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26, and the fourth magnetic sensor 28 according to the third embodiment have a first distance correlation value P im1 and a second distance correlation. A value P im2 , a third distance correlation value P om1 , and a fourth distance correlation value P om2 are output.

図25に示すように、角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Pim1、及び第2距離相関値Pim2を取得する(ステップST111)。 As shown in FIG. 25, the angle correction unit 104 acquires a first angle θ ie1 , a second angle θ ie2 , a first distance correlation value P im1 , and a second distance correlation value P im2 (step ST111).

ここで、図26に示すように、sin電圧波Ksinθie1と、cos電圧波Kcosθie1とが第1磁気センサ16の内部において検出される。sin電圧波Ksinθie1と、cos電圧波Kcosθie1とに基づいて、第1磁気センサ16は、第1角度θie1の電気角が出力できる。また、図27に示すように、sin電圧波Ksinθie2と、cos電圧波Kcosθie2とが第2磁気センサ18において検出される。sin電圧波Ksinθie2と、cos電圧波Kcosθie2とに基づいて、第2磁気センサ18は、第2角度θie2の電気角が出力できる。実施形態3においては、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18は、ホール素子である。このため、図28に示すように、磁束密度の変化に対して、変化率が飽和する飽和点Cに達する前の比例領域Qにおいて、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18が用いられていれば、ホール出力電圧と磁束密度とは比例関係にある。 Here, as shown in FIG. 26, a sin voltage wave K 1 sinθ ie 1 and a cos voltage wave K 2 cosθ ie 1 are detected inside the first magnetic sensor 16. and sin voltage wave K 1 sin [theta ie1, on the basis of the cos voltage wave K 2 cos [theta] ie1, the first magnetic sensor 16, electrical angle of the first angle theta ie1 can output. Further, as shown in FIG. 27, the sin voltage wave K 1 sin θ ie 2 and the cos voltage wave K 2 cos θ ie 2 are detected in the second magnetic sensor 18. and sin voltage wave K 1 sin [theta ie2, on the basis of the cos voltage wave K 2 cos [theta] ie2, the second magnetic sensor 18, electrical angle of the second angle theta ie2 can output. In the third embodiment, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are Hall elements. Therefore, as shown in FIG. 28, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are used in the proportional area Q before reaching the saturation point C where the rate of change saturates against the change in magnetic flux density. Then, the Hall output voltage and the magnetic flux density are in a proportional relationship.

第1距離相関値Pim1は、sin電圧波Ksinθie1と、cos電圧波Kcosθie1とによる電圧振幅の強度と定義すると、下記式(51)で表すことができる。なお、定数Kは、0以外の所定の定数である。また、定数Kは、0以外の所定の定数である。定数Kは、定数Kと同じでもよく、異なっていてもよい。 First distance correlation value P im1 is a sin voltage wave K 1 sin [theta ie1, by defining the intensity of the voltage amplitude by a cos voltage wave K 2 cos [theta] ie1, can be represented by the following formula (51). The constant K 1 is a predetermined constant other than zero. Further, the constant K 2 is a predetermined constant other than zero. The constant K 1 may or may not be the same as the constant K 2 .

Figure 2019082358
Figure 2019082358

同様に、第2距離相関値Pim2は、sin電圧波Ksinθie2と、cos電圧波Kcosθie2とによる電圧振幅の強度と定義すると、下記式(52)で表すことができる。 Similarly, the second distance correlation value P im2 can be expressed by the following equation (52) when it is defined as the intensity of voltage amplitude by the sin voltage wave K 1 sin θ ie 2 and the cos voltage wave K 2 cos θ ie 2 .

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図5に示すように、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間は、第1基準距離量g1離れている。sinθio1及びcosθio1は、第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間の距離量gim1が第1基準距離量g1の場合において、第1磁気センサ16が検出した電気角の関数である。この場合の第1距離相関値Pim1を、第1距離相関値Pio1とすると、第1距離相関値Pio1は、下記式(53)の関係にある。 As shown in FIG. 5, in the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 are not 1 Reference distance g1 apart. sinθio1 and cosθio1 are functions of the electrical angle detected by the first magnetic sensor 16 when the distance amount gim1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 is the first reference distance amount g1. is there. The first distance correlation value P im1 this case, if the first distance correlation value P io1, the first distance correlation value P io1 are in a relationship of the following equation (53).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

同様に、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第2磁気センサ18と第1多極磁石12との間は、第2基準距離量g2離れている。sinθio2及びcosθio2は、第2磁気センサ18と第1多極磁石12との間の距離量gim2が第2基準距離量g2の場合において、第2磁気センサ18が検出した電気角の関数である。この場合の第2距離相関値Pim2を、第2距離相関値Pio2とすると、第2距離相関値Pio2は、下記式(54)の関係にある。 Similarly, in the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates with no error on the reference rotation axis Ax0, a second reference distance between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 is obtained. g2 apart. sin [theta io2 and cos [theta] io2 is, when the distance amount gim2 between the second magnetic sensor 18 and the first multi-pole magnet 12 of the second reference distance amount g2, a function of the electrical angle second magnetic sensor 18 detects is there. The second distance correlation value P im2 this case, when the second distance correlation value P io2, second distance correlation value P io2 are in a relationship of the following equation (54).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第1距離相関値Pio1は、第1基準距離量g1の二乗に反比例するので、下記式(55)の関係にある。なお、定数Kは、0以外の所定の定数である。 The first distance correlation value P io1 is in inverse proportion to the square of the first reference distance amount g1 and therefore has a relationship of the following equation (55). The constant K i is a predetermined constant other than zero.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

同様に、第2距離相関値Pio2と、第2基準距離量g2とは、下記式(56)の関係にある。 Similarly, the second distance correlation value Pio2 and the second reference distance amount g2 have a relationship of the following equation (56).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

上記式(55)は、下記式(57)とすることができる。   The formula (55) can be set as the following formula (57).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

上記式(56)は、下記式(58)とすることができる。   The above equation (56) can be made to be the following equation (58).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図9に示すように、入力軸82a又は第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合において、第1磁気センサ16が検出する第1距離相関値Pio1が第1距離相関値Pim1に変化する。このため、距離量gim1は、下記式(59)になる。 As shown in FIG. 9, when the rotation axis of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, the first distance correlation value P io1 detected by the first magnetic sensor 16 Changes to the first distance correlation value P im1 . Thus, the distance amount gim1 is expressed by the following equation (59).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図9に示すように、入力軸82a又は第1多極磁石12の回転軸が基準回転軸Ax0から回転軸Ax1に変位した場合、第2磁気センサ18において、第2距離相関値Pio2が第2距離相関値Pim2に変化する。このため、距離量gim2は、下記式(60)になる。 As shown in FIG. 9, when the rotation axis of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is displaced from the reference rotation axis Ax0 to the rotation axis Ax1, in the second magnetic sensor 18, the second distance correlation value Pio2 2 Change to distance correlation value P im2 Thus, the distance amount gim2 is expressed by the following equation (60).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離変位Δg1は、上記式(57)及び式(59)に基づいて、式(61)で求めることができる。   The distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 can be determined by the equation (61) based on the equations (57) and (59).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離変位Δg2は、上記式(58)及び式(60)に基づいて、式(62)で求めることができる。   The distance displacement Δg2 between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 can be obtained by the equation (62) based on the equations (58) and (60).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

ここで、上述した変位Xと、角度Yとで、変数α及び変数βを上記式(21)及び上記式(22)で定義する。 Here, a displacement X i described above, at an angle Y i, define variables α and the variable β by the formula (21) and the formula (22).

また、上述したΔg1は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、上記式(23)で表すことができる。 The above-mentioned Δg1 can be expressed by the above equation (23) using the displacement X i , the angle Y i , and the angle θ 1 .

同様に、上述したΔg2は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、上記式(24)で表すことができる。 Similarly, the above-mentioned Δg 2 can be expressed by the above equation (24) using the displacement X i , the angle Y i , and the angle θ 2 .

式(61)及び式(62)より、第1距離相関値Pim1の情報と、第2距離相関値Pim2の情報とが取得できれば、上記式(23)にΔg1を与え、上記式(24)にΔg2を与え、変数α及び変数βを求めることができる。変数α及び変数βを上記式(25)に与えると、角度Yが求まる。 If information of the first distance correlation value P im1 and information of the second distance correlation value P im2 can be acquired from the equations (61) and (62), Δg1 is given to the equation (23), and the equation (24) is obtained. ) Can be given to obtain the variable α and the variable β. When the variable α and the variable β are given to the above equation (25), the angle Y i can be obtained.

そして、変数α及び変数βを上記式(26)に与えると、変位Xが求まる。 Then, given a variable α and the variable β in equation (26), the displacement X i is obtained.

角度補正部104は、上述した式(9)及び式(11)に基づいた下記式(27)に、求められた変位X及び角度Yを与え、第1補正角度θisを算出する。あるいは、角度補正部104は、上述した式(10)及び式(12)に基づいた下記式(28)に、求められた変位X及び角度Yを与え、第1補正角度θisを算出する。その結果、図25に示すように、角度補正部104は、入力軸82a又は第1多極磁石12の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第1の変位Xiによる誤差が補正された第1多極磁石12の第1補正角度θisを算出することができる(ステップST112)。 Angle correction unit 104, the above equation (9) and the following expression based on equation (11) (27) gives the displacements X i and the angle Y i obtained, to calculate a first correction angle theta IS. Alternatively, the angle corrector 104, the above equation (10) and the following expression based on equation (12) (28) gives the displacements X i and the angle Y i obtained, calculates a first correction angle theta IS Do. As a result, as shown in FIG. 25, the angle correction unit 104 corrects an error due to the first displacement Xi relative to the reference axis of rotation Ax0 of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12. The first correction angle θ is of the single multipole magnet 12 can be calculated (step ST112).

実施形態3において、第1距離相関値Pim1は、第1磁気センサ16が検出した電気角に基づいて求められ、かつ第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間の距離量gim1に反比例する。また、第2距離相関値Pim2は、第2磁気センサ18が検出した電気角に基づいて求められ、かつ第2磁気センサ18と第1多極磁石12との間の距離量gim2に反比例する。 In the third embodiment, the first distance correlation value P im1 is determined based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor 16, and the distance amount gim 1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipolar magnet 12. Is inversely proportional to Further, the second distance correlation value P im2 is obtained based on the electrical angle detected by the second magnetic sensor 18 and is inversely proportional to the distance amount gim2 between the second magnetic sensor 18 and the first multipolar magnet 12 .

角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Pim1、及び第2距離相関値Pim2に基づいて、第1補正角度θisを算出する。第1補正角度θisは、上述した誤差角度Z及び誤差角度Zの少なくとも1つによる角度誤差が補正された第1多極磁石12又は入力軸82aの回転角度である。より具体的には、第1補正角度θisは、上記式(61)に示す第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離変位Δg1と、上記式(62)に示す第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように算出されている。 The angle correction unit 104 calculates a first correction angle θ is based on the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , the first distance correlation value P im1 , and the second distance correlation value P im2 . First correction angle theta IS is the rotation angle of the first multi-pole magnet 12 or the input shaft 82a of at least one depending on the angle error of the error angle Z 1 and error angle Z 2 described above has been corrected. More specifically, the first correction angle θ is is the distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 shown in the above equation (61), and the second magnetic angle shown in the above equation (62) The distance displacement Δg2 between the sensor 18 and the first multipole magnet 12 is calculated so as to be zero.

これによれば、第1磁気センサ16が検出した電気角度と、第2磁気センサ18が検出した電気角度に基づいて演算し、第1多極磁石12の第1補正角度θisの検出精度を高めることができる。 According to this, calculation is performed based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor 16 and the electrical angle detected by the second magnetic sensor 18, and the detection accuracy of the first correction angle θ is of the first multipole magnet 12 is calculated. It can be enhanced.

図25に示すように、図24に示す角度補正部204は、第3角度θoe1、第4角度θoe2、第3距離相関値Pom1、及び第4距離相関値Pom2を取得する(ステップST121)。なお、第3角度θoe1、第4角度θoe2、第3距離相関値Pom1、及び第4距離相関値Pom2は、上述した第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Pim1、及び第2距離相関値Pim2に対応し、第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Pim1、及び第2距離相関値Pim2と同様に算出できるので説明を省略する。 As illustrated in FIG. 25, the angle correction unit 204 illustrated in FIG. 24 acquires the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the third distance correlation value P om1 , and the fourth distance correlation value P om2 (step ST121). Note that the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the third distance correlation value P om1 , and the fourth distance correlation value P om2 are the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , and the first distance correlation described above. Because it can be calculated similarly to the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , the first distance correlation value P im1 , and the second distance correlation value P im2 , corresponding to the value P im1 and the second distance correlation value P im2 . I omit explanation.

次に、角度補正部204は、第3角度θoe1、第4角度θoe2、第3距離相関値Pom1、及び第4距離相関値Pom2に基づいて、第2補正角度θosを算出する(ステップST122)。なお、角度補正部204が第2補正角度θosを算出する方法は、角度補正部104が第1補正角度θisを算出する方法と同様であるので詳細な説明を省略する。以降の処理も、実施形態1と同じであるので、詳細な説明を省略する。 Next, the angle correction unit 204 calculates a second correction angle θ os based on the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the third distance correlation value P om1 , and the fourth distance correlation value P om2. (Step ST122). The method by which the angle correction unit 204 calculates the second correction angle θ os is the same as the method by which the angle correction unit 104 calculates the first correction angle θ is , so detailed description will be omitted. The subsequent processes are also the same as in the first embodiment, and thus detailed description will be omitted.

実施形態3において、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26又は第4磁気センサ28は、磁束の向きの変化を検出できるセンサであればよい。第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26及び第4磁気センサ28は、例えば、スピンバルブセンサでもよい。スピンバルブセンサは、反強磁性層等で磁化の向きが固定された強磁性体のピン層と、強磁性体のフリー層とで非磁性層を挟んだ素子で、磁束の向きの変化を検出できるセンサである。スピンバルブセンサには、GMR(Giant Magneto Resistance)センサ、TMR(Tunnel Magneto Resistance)センサがある。   In the third embodiment, the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26 or the fourth magnetic sensor 28 may be any sensor that can detect a change in the direction of the magnetic flux. The first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26, and the fourth magnetic sensor 28 may be, for example, spin valve sensors. A spin valve sensor detects a change in the direction of magnetic flux with an element in which a nonmagnetic layer is sandwiched between a ferromagnetic pinned layer in which the direction of magnetization is fixed by an antiferromagnetic layer or the like and a ferromagnetic free layer. It is a possible sensor. The spin valve sensor includes a GMR (Giant Magneto Resistance) sensor and a TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensor.

また、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26又は第4磁気センサ28は、磁束の向きを検出可能なリニアホールICでもよい。磁束の向きを検出可能なリニアホールICとは、例えば、リニアホールICの実装面に垂直な第1方向の磁束を検出可能な第1ホール素子及び第2ホール素子と、軟磁性体と、を備える。そして、軟磁性体は、リニアホールICが配置された位置を貫通する磁束を曲げる。具体的には、軟磁性体は、該磁束のうち、第1方向と直交する第2方向の磁束が第1ホール素子を貫通するように、該第2方向の磁束を第1方向に収束させる。これによれば、第1ホール素子のホール電圧は、第2方向の磁束の磁束密度に比例する。さらに、軟磁性体は、第1方向及び第2方向と直交する第3方向の磁束が第2ホール素子を貫通するように、該第3方向の磁束を第1方向に収束させる。これにより、第2ホール素子のホール電圧は、第3方向の磁束の磁束密度に比例する。このような構成により、該リニアホールICは、第1ホール素子及び第2ホール素子がそれぞれ出力するホール電圧の比に基づいて、リニアホールICが配置された位置を貫通する磁束の向きを検出することができる。   The first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26, or the fourth magnetic sensor 28 may be a linear Hall IC capable of detecting the direction of the magnetic flux. A linear Hall IC capable of detecting the direction of magnetic flux includes, for example, a first Hall element and a second Hall element capable of detecting a magnetic flux in a first direction perpendicular to the mounting surface of the linear Hall IC, and a soft magnetic material Prepare. And a soft-magnetic body bends the magnetic flux which penetrates the position where linear Hall IC is arranged. Specifically, the soft magnetic body causes the magnetic flux in the second direction to converge in the first direction so that the magnetic flux in the second direction orthogonal to the first direction of the magnetic flux penetrates the first Hall element. . According to this, the Hall voltage of the first Hall element is proportional to the magnetic flux density of the magnetic flux in the second direction. Furthermore, the soft magnetic body causes the magnetic flux in the third direction to converge in the first direction such that the magnetic flux in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction penetrates the second Hall element. Thus, the Hall voltage of the second Hall element is proportional to the magnetic flux density of the magnetic flux in the third direction. With such a configuration, the linear Hall IC detects the direction of the magnetic flux passing through the position where the linear Hall IC is disposed, based on the ratio of the Hall voltage outputted by each of the first Hall element and the second Hall element. be able to.

(実施形態3の変形例)
図29は、実施形態3の変形例に係る第1磁気センサを説明するための説明図である。図30は、実施形態3の変形例に係る第1磁気センサ又は第2磁気センサの出力特性を説明するための説明図である。なお、上述した実施形態1、実施形態2、及び実施形態3で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Modification of Embodiment 3)
FIG. 29 is an explanatory diagram for describing a first magnetic sensor according to a modification of the third embodiment. FIG. 30 is an explanatory view for explaining output characteristics of the first magnetic sensor or the second magnetic sensor according to the modification of the third embodiment. The same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment described above will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.

実施形態3の変形例に係る第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26又は第4磁気センサ28は、異方性磁気抵抗効果(AMR:Anisotropic Magneto Resistive)センサ(以下、AMRセンサという。)である。第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26及び第4磁気センサ28は、磁束の向きの変化を検出できる。以下、第1磁気センサ16について説明するが、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26又は第4磁気センサ28については、第1磁気センサ16と同様であるので、詳細な説明を省略する。   The first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26 or the fourth magnetic sensor 28 according to the modification of the third embodiment is an anisotropic magnetoresistive (AMR) sensor (hereinafter referred to as “AMR”). It is called an AMR sensor. The first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26, and the fourth magnetic sensor 28 can detect a change in the direction of the magnetic flux. Hereinafter, although the first magnetic sensor 16 will be described, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26 or the fourth magnetic sensor 28 is the same as the first magnetic sensor 16, and thus the detailed description will be omitted.

図29に示すように、第1磁気センサ16は、基準の磁界方向FHに対して、強磁性体に電流が流れる方向が交差するように配置している。図6に示すように、第1多極磁石12が回転すると、第1磁気センサ16の検出基準位置16Pに対して、磁力線12mの向きが変化する。このため、第1多極磁石12が回転すると、磁界の向きが変わり、強磁性体に電流が流れる方向との角度φHに応じて、図30に示す抵抗変化率ΔRが変化する。そこで、第1磁気センサ16は、磁界強度に対して、磁気抵抗変化率ΔRが直線的に変化する領域Q1、Q2で動作するように、ホイーストンブリッジ回路などで、内部回路が設定されている。これにより、第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26又は第4磁気センサ28は、AMRセンサであっても、第1距離相関値Pim1、第2距離相関値Pim2、第3距離相関値Pom1、及び第2距離相関値Pom2を電圧振幅の関数として、出力できる。実施形態3の変形例においても、実施形態3と同様の作用効果を奏することができる。 As shown in FIG. 29, the first magnetic sensor 16 is disposed such that the direction in which current flows in the ferromagnetic material intersects the reference magnetic field direction FH. As shown in FIG. 6, when the first multipole magnet 12 rotates, the direction of the magnetic line of force 12 m changes with respect to the detection reference position 16P of the first magnetic sensor 16. Therefore, when the first multipole magnet 12 rotates, the direction of the magnetic field changes, and the rate of change in resistance ΔR shown in FIG. 30 changes according to the angle φH with the direction in which the current flows in the ferromagnetic material. Therefore, the first magnetic sensor 16 has an internal circuit set by the Wheatstone bridge circuit or the like so that it operates in the regions Q1 and Q2 in which the rate of change in magnetoresistance ΔR linearly changes with respect to the magnetic field strength. . Thereby, even if the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26 or the fourth magnetic sensor 28 is an AMR sensor, the first distance correlation value P im1 , the second distance correlation value P im2 , The third distance correlation value P om1 , and the second distance correlation value P om2 can be output as a function of the voltage amplitude. Also in the modification of Embodiment 3, the same operation effect as Embodiment 3 can be produced.

(実施形態4)
図31は、実施形態4に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図32は、実施形態4に係るトルクセンサが操舵トルクを算出する手順を示すフローチャートである。図33は、実施形態4に係る第1磁気センサの距離に応じた第1相関値を説明するための説明図である。なお、上述した実施形態1、実施形態2、及び実施形態3で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 31 is a schematic view showing a functional block of a torque sensor according to a fourth embodiment. FIG. 32 is a flowchart showing a procedure of calculating a steering torque by the torque sensor according to the fourth embodiment. FIG. 33 is an explanatory diagram for explaining a first correlation value according to the distance of the first magnetic sensor according to the fourth embodiment. The same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment described above will be assigned the same reference numerals and overlapping descriptions will be omitted.

図31に示すように、実施形態4に係る第1磁気センサ16、第2磁気センサ18、第3磁気センサ26、及び第4磁気センサ28は、第1距離相関値Gpim1、第2距離相関値Gpim2、第3距離相関値Gpom1、及び第4距離相関値Gpom2を出力する。 As shown in FIG. 31, the first magnetic sensor 16, the second magnetic sensor 18, the third magnetic sensor 26, and the fourth magnetic sensor 28 according to the fourth embodiment have a first distance correlation value G pim1 and a second distance correlation. A value G pim2 , a third distance correlation value G pom1 , and a fourth distance correlation value G pom2 are output.

図32に示すように、角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Gpim1、及び第2距離相関値Gpim2を取得する(ステップST2111)。 As shown in FIG. 32, the angle correction unit 104 acquires a first angle θ ie1 , a second angle θ ie2 , a first distance correlation value G pim1 , and a second distance correlation value G pim2 (step ST2111).

ここで、図33に示すように、磁束密度は、距離量の二乗に反比例する。図33において、部分的に、磁束密度の関数である第1距離相関値Gpim1又は第2距離相関値Gpim2が距離の量と比例関係と見做せる領域Q3がある。なお、実施形態4においては、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18は、ホール素子である。 Here, as shown in FIG. 33, the magnetic flux density is inversely proportional to the square of the distance amount. In FIG. 33, there is a region Q3 in which the first distance correlation value G pim1 or the second distance correlation value G pim2 that is a function of the magnetic flux density can be regarded as proportional to the amount of distance. In the fourth embodiment, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are Hall elements.

第1距離相関値Gpim1は、下記式(63)で表すことができる。なお、定数kjは、所定の定数である。また、定数knは、所定の定数である。 The first distance correlation value G pim1 can be expressed by the following equation (63). The constant kj is a predetermined constant. The constant kn is a predetermined constant.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

同様に、第2距離相関値Gpim2は、下記式(64)で表すことができる。 Similarly, the second distance correlation value G pim2 can be expressed by the following equation (64).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

図5に示すように、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間の距離量gim1が第1基準距離量g1だけ離れている。この場合の第1距離相関値Gpim1を、第1距離相関値Gpio1とすると、第1距離相関値Gpio1は、下記式(65)の関係にある。 As shown in FIG. 5, in the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the distance between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 gim1 is separated by a first reference distance amount g1. The first distance correlation value G pim1 this case, if the first distance correlation value G PIO1, first distance correlation value G PIO1 are in a relationship of the following equation (65).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

同様に、入力軸82a又は第1多極磁石12が基準回転軸Ax0で誤差なく回転している場合において、第2磁気センサ18と第1多極磁石12との間の距離量gim1が第2基準距離量g2だけ離れている。この場合の第2距離相関値Gpim2を、第2距離相関値Gpio2とすると、第2距離相関値Gpio2は、下記式(66)の関係にある。 Similarly, in the case where the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 rotates without error on the reference rotation axis Ax0, the distance amount gim1 between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 is the second It is separated by the reference distance amount g2. The second distance correlation value G pim2 this case, when the second distance correlation value G PIO2, second distance correlation value G PIO2 are in a relationship of the following equation (66).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離変位Δg1は、上記式(63)及び式(65)に基づいて、式(67)で求めることができる。   The distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 can be obtained by the equation (67) based on the equations (63) and (65).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離変位Δg2は、上記式(64)及び式(66)に基づいて、式(68)で求めることができる。   The distance displacement Δg2 between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 can be obtained by the equation (68) based on the equations (64) and (66).

Figure 2019082358
Figure 2019082358

ここで、上述した変位Xと、角度Yとで、変数α及び変数βを上記式(21)及び上記式(22)で定義する。 Here, a displacement X i described above, at an angle Y i, define variables α and the variable β by the formula (21) and the formula (22).

また、上述したΔg1は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、上記式(23)で表すことができる。そして、Δg1は、上記式(21)及び上記式(22)に基づいて、変数α、変数β、及び角度θを用いて表すこともできる。 The above-mentioned Δg1 can be expressed by the above equation (23) using the displacement X i , the angle Y i , and the angle θ 1 . Then, .DELTA.G1, based on the equation (21) and the formula (22), the variable alpha, the variable beta, and may be expressed using the angle theta 1.

同様に、上述したΔg2は、変位X、角度Y、及び角度θを用いて、上記式(24)で表すことができる。そして、Δg2は、上記式(21)及び上記式(22)に基づいて、変数α、変数β、及び角度θを用いて表すこともできる。 Similarly, the above-mentioned Δg 2 can be expressed by the above equation (24) using the displacement X i , the angle Y i , and the angle θ 2 . Then, Δg 2 can also be expressed using the variable α, the variable β, and the angle θ 2 based on the above equation (21) and the above equation (22).

式(63)及び式(64)より、第1距離相関値Gpim1の情報と、第2距離相関値Gpim2の情報とが取得できれば、上記式(23)にΔg1を与え、上記式(24)にΔg2を与え、変数α及び変数βを求めることができる。変数α及び変数βを上記式(25)に与えると、角度Yが求まる。 If information of the first distance correlation value G pim1 and information of the second distance correlation value G pim2 can be obtained from the equations (63) and (64), Δg1 is given to the equation (23), and the equation (24) is obtained. ) Can be given to obtain the variable α and the variable β. When the variable α and the variable β are given to the above equation (25), the angle Y i can be obtained.

そして、変数α及び変数βを上記式(26)に与えると、変位Xが求まる。 Then, given a variable α and the variable β in equation (26), the displacement X i is obtained.

角度補正部104は、上述した式(9)及び式(11)に基づいた下記式(27)に、求められた変位X及び角度Yを与え、第1補正角度θisを算出する。あるいは、角度補正部104は、上述した式(10)及び式(12)に基づいた下記式(28)に、求められた変位X及び角度Yを与え、第1補正角度θisを算出する。その結果、角度補正部104は、入力軸82a又は第1多極磁石12の基準回転軸Ax0に対しての相対的な第1の変位Xiによる誤差が補正された第1多極磁石12の第1補正角度θisを算出することができる(ステップST212)。 Angle correction unit 104, the above equation (9) and the following expression based on equation (11) (27) gives the displacements X i and the angle Y i obtained, to calculate a first correction angle theta IS. Alternatively, the angle corrector 104, the above equation (10) and the following expression based on equation (12) (28) gives the displacements X i and the angle Y i obtained, calculates a first correction angle theta IS Do. As a result, the angle correction unit 104 is configured such that the error due to the first displacement Xi relative to the reference axis of rotation Ax0 of the input shaft 82a or the first multipole magnet 12 is corrected. 1 correction angle θ is can be calculated (step ST212).

実施形態4において、第1距離相関値Gpim1は、第1磁気センサ16が検出した磁束密度に基づいて求められ、かつ第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間の距離量gim1に比例する。また、第2距離相関値Gpim2は、第2磁気センサ18が検出した磁束密度に基づいて求められ、かつ第2磁気センサ18と第1多極磁石12との間の距離量gim2に比例する。 In the fourth embodiment, the first distance correlation value G pim1 is determined based on the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor 16, and the distance amount gim 1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipolar magnet 12. Proportional to Further, the second distance correlation value G pim2 is obtained based on the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor 18 and is proportional to the distance amount gim2 between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 .

角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Gpim1、及び第2距離相関値Gpim2に基づいて、第1補正角度θisを算出する。第1補正角度θisは、上述した誤差角度Z及び誤差角度Zの少なくとも1つによる角度誤差が補正された第1多極磁石12又は入力軸82aの回転角度である。より具体的には、第1補正角度θisは、上記式(67)に示す第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離変位Δg1と、上記式(68)に示す第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように算出されている。 The angle correction unit 104 calculates a first correction angle θ is based on the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , the first distance correlation value G pim1 , and the second distance correlation value G pim2 . First correction angle theta IS is the rotation angle of the first multi-pole magnet 12 or the input shaft 82a of at least one depending on the angle error of the error angle Z 1 and error angle Z 2 described above has been corrected. More specifically, the first correction angle θ is is the distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 shown in the above equation (67), and the second magnetic angle shown in the above equation (68) The distance displacement Δg2 between the sensor 18 and the first multipole magnet 12 is calculated so as to be zero.

これによれば、第1磁気センサ16が検出した磁束密度と、第2磁気センサ18が検出した磁束密度に基づいて演算し、第1多極磁石12の第1補正角度θisの検出精度を高めることができる。 According to this, calculation is performed based on the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor 16 and the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor 18, and the detection accuracy of the first correction angle θ is of the first multipole magnet 12 is calculated. It can be enhanced.

図32に示すように、図31に示す角度補正部204は、第3角度θoe1、第4角度θoe2、第3距離相関値Gpom1、及び第4距離相関値Gpom2を取得する(ステップST221)。なお、第3角度θoe1、第4角度θoe2、第3距離相関値Gpom1、及び第4距離相関値Gpom2は、上述した第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Gpim1、及び第2距離相関値Gpim2に対応し、第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Gpim1、及び第2距離相関値Gpim2と同様に算出できるので説明を省略する。 As illustrated in FIG. 32, the angle correction unit 204 illustrated in FIG. 31 acquires the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the third distance correlation value G pom1 , and the fourth distance correlation value G pom2 (step ST 221). Note that the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the third distance correlation value G pom1 , and the fourth distance correlation value G pom2 are the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , and the first distance correlation described above. It corresponds to the value G pim1, and a second distance correlation value G pim2, first angle theta ie1, second angle theta ie2, first distance correlation value G pim1, and can be calculated similarly to the second distance correlation value G pim2 I omit explanation.

次に、角度補正部204は、第3角度θoe1、第4角度θoe2、第3距離相関値Gpom1、及び第4距離相関値Gpom2に基づいて、第2補正角度θosを算出する(ステップST222)。なお、角度補正部204が第2補正角度θosを算出する方法は、角度補正部104が第1補正角度θisを算出する方法と同様であるので詳細な説明を省略する。以降の処理も、実施形態1と同じであるので、詳細な説明を省略する。 Next, the angle correction unit 204 calculates a second correction angle θ os based on the third angle θ oe1 , the fourth angle θ oe2 , the third distance correlation value G pom1 , and the fourth distance correlation value G pom2. (Step ST222). The method by which the angle correction unit 204 calculates the second correction angle θ os is the same as the method by which the angle correction unit 104 calculates the first correction angle θ is , so detailed description will be omitted. The subsequent processes are also the same as in the first embodiment, and thus detailed description will be omitted.

(実施形態4の変形例)
図34は、実施形態4の変形例に係る第1磁気センサの距離に応じた第1相関値を説明するための説明図である。なお、上述した実施形態1、実施形態2、実施形態3、及び実施形態4で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Modification of Embodiment 4)
FIG. 34 is an explanatory diagram for explaining a first correlation value according to the distance of the first magnetic sensor according to the modification of the fourth embodiment. The same components as those described in the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

実施形態3において説明したように、図34に示す電圧振幅の強度は、距離量の二乗に反比例する。図34において、部分的に、電圧振幅の強度の関数である第1距離相関値Gpim1又は第2距離相関値Gpim2が距離の量と比例関係と見做せる領域Q3がある。なお、実施形態4の変形例においては、第1磁気センサ16及び第2磁気センサ18は、ホール素子又はAMRセンサである。 As described in the third embodiment, the magnitude of the voltage amplitude shown in FIG. 34 is inversely proportional to the square of the distance amount. In FIG. 34, there is a region Q3 in which the first distance correlation value G pim1 or the second distance correlation value G pim2 that is a function of the magnitude of the voltage amplitude can be regarded as proportional to the amount of distance. In the modification of the fourth embodiment, the first magnetic sensor 16 and the second magnetic sensor 18 are Hall elements or AMR sensors.

実施形態4の変形例に係る第1距離相関値Gpim1は、実施形態3又は実施形態3の変形例の第1距離相関値Pim1と同様に求める。実施形態4の変形例に係る第2距離相関値Gpim2は、実施形態3又は実施形態3の変形例の第2距離相関値Pim2と同様に求める。 The first distance correlation value G pim1 according to the modification of the fourth embodiment is obtained in the same manner as the first distance correlation value P im1 of the third embodiment or the modification of the third embodiment. The second distance correlation value G pim2 according to the modification of the fourth embodiment is obtained in the same manner as the second distance correlation value P im2 of the third embodiment or the modification of the third embodiment.

実施形態4の変形例に係る第1距離相関値Gpim1、及び第2距離相関値Gpim2が求まれば、実施形態4と同様に処理することができる。 If the first distance correlation value G pim1 and the second distance correlation value G pim2 according to the modification of the fourth embodiment are obtained, processing can be performed in the same manner as the fourth embodiment.

実施形態4の変形例において、第1距離相関値Gpim1は、第1磁気センサ16が検出した電気角度に基づいて求められ、かつ第1磁気センサ16と第1多極磁石12との間の距離量gim1に比例する。また、第2距離相関値Gpim2は、第2磁気センサ18が検出した電気角度に基づいて求められ、かつ第2磁気センサ18と第1多極磁石12との間の距離量gim2に比例する。 In the modification of the fourth embodiment, the first distance correlation value G pim1 is determined based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor 16, and between the first magnetic sensor 16 and the first multipolar magnet 12. It is proportional to the distance amount gim1. Further, the second distance correlation value G pim2 is determined based on the electrical angle detected by the second magnetic sensor 18 and is proportional to the distance amount gim2 between the second magnetic sensor 18 and the first multipole magnet 12 .

角度補正部104は、第1角度θie1、第2角度θie2、第1距離相関値Gpim1、及び第2距離相関値Gpim2に基づいて、第1補正角度θisを算出する。第1補正角度θisは、上述した誤差角度Z及び誤差角度Zの少なくとも1つによる角度誤差が補正された第1多極磁石12又は入力軸82aの回転角度である。より具体的には、第1補正角度θisは、上記式(67)に示す第1磁気センサ16と第1多極磁石12との距離変位Δg1と、上記式(68)に示す第2磁気センサ18と第1多極磁石12との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように算出されている。 The angle correction unit 104 calculates a first correction angle θ is based on the first angle θ ie1 , the second angle θ ie2 , the first distance correlation value G pim1 , and the second distance correlation value G pim2 . First correction angle theta IS is the rotation angle of the first multi-pole magnet 12 or the input shaft 82a of at least one depending on the angle error of the error angle Z 1 and error angle Z 2 described above has been corrected. More specifically, the first correction angle θ is is the distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor 16 and the first multipole magnet 12 shown in the above equation (67), and the second magnetic angle shown in the above equation (68) The distance displacement Δg2 between the sensor 18 and the first multipole magnet 12 is calculated so as to be zero.

これによれば、第1磁気センサ16が検出した電気角度と、第2磁気センサ18が検出した電気角度に基づいて演算し、第1多極磁石12の第1補正角度θisの検出精度を高めることができる。 According to this, calculation is performed based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor 16 and the electrical angle detected by the second magnetic sensor 18, and the detection accuracy of the first correction angle θ is of the first multipole magnet 12 is calculated. It can be enhanced.

(実施形態5)
図35は、実施形態5に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。図36は、実施形態5に係るアングル磁気センサと磁石との位置関係を説明するための平面図である。図37は、実施形態5に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図35から図37に示すように、実施形態5に係るトルクセンサ400aは、第1ギヤ30a、第2ギヤ32a、磁石34a、及びアングル磁気センサ36aを備え、相対角度検出部300に代えて相対角度検出部300aを備える点で、上述したトルクセンサ400とは異なる。なお、上述した実施形態1で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
Embodiment 5
FIG. 35 is a perspective view schematically showing a torque sensor according to the fifth embodiment. FIG. 36 is a plan view for explaining the positional relationship between the angle magnetic sensor and the magnet according to the fifth embodiment. FIG. 37 is a schematic view showing a functional block of the torque sensor according to the fifth embodiment. As shown in FIGS. 35 to 37, the torque sensor 400a according to the fifth embodiment includes a first gear 30a, a second gear 32a, a magnet 34a, and an angle magnetic sensor 36a. It differs from the above-described torque sensor 400 in that it includes the angle detection unit 300a. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as what was demonstrated in Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図35に示すように、第1ギヤ30aは、入力軸82aに取り付けられている。第1ギヤ30aは、入力軸82aと同期して回転する。図36に示すように、第2ギヤ32aは、回転軸Ax2を回転軸として回転可能に固定されている。第2ギヤ32aは、例えば、車体に固定されている。第2ギヤ32aは、第1ギヤ30aと噛み合うように配置されている。第2ギヤ32aは、第1ギヤ30aと連動して回転する。第2ギヤ32aに対する第1ギヤ30aのギヤ比は、例えば、3である。つまり、第1ギヤ30aが1回転した場合に、第2ギヤ32aは、3回転する。   As shown in FIG. 35, the first gear 30a is attached to the input shaft 82a. The first gear 30a rotates in synchronization with the input shaft 82a. As shown in FIG. 36, the second gear 32a is rotatably fixed around the rotation axis Ax2. The second gear 32a is fixed to, for example, a vehicle body. The second gear 32a is disposed to mesh with the first gear 30a. The second gear 32a rotates in conjunction with the first gear 30a. The gear ratio of the first gear 30a to the second gear 32a is, for example, three. That is, when the first gear 30a makes one rotation, the second gear 32a makes three rotations.

図35及び図36に示すように、磁石34aは、円柱形状の永久磁石である。磁石34aは、磁石34aの径方向に着磁されている。磁石34aは、第2ギヤ32aの内側に配置されている。磁石34aは、回転軸Ax2を回転軸として第2ギヤ32aと同期して回転する。磁石34aには、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等が用いられる。なお、磁石34aの着磁パターンは、アングル磁気センサ36aが磁石34aの回転を検出できるパターンであればよい。   As shown in FIGS. 35 and 36, the magnet 34a is a cylindrical permanent magnet. The magnet 34a is magnetized in the radial direction of the magnet 34a. The magnet 34a is disposed inside the second gear 32a. The magnet 34a rotates in synchronization with the second gear 32a with the rotation axis Ax2 as a rotation axis. For the magnet 34a, for example, a neodymium magnet, a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet or the like is used according to the required magnetic flux density. The magnetization pattern of the magnet 34a may be any pattern that allows the angle magnetic sensor 36a to detect the rotation of the magnet 34a.

図37に示すように、相対角度検出部300aは、第1角度検出部100に代えてθan演算部38a及び第1角度検出部100aを備える点で、相対角度検出部300と異なる。図35及び図36に示すように、アングル磁気センサ36aは、回転軸Ax2上に配置されている。アングル磁気センサ36aは、磁石34aの上面に対向して配置されている。アングル磁気センサ36aは、例えば、車体に固定されている。図37に示すように、アングル磁気センサ36aは、磁石34aが1回転する毎に、1周期の正弦波信号sinθan及び1周期の余弦波信号cosθanをθan演算部38aに出力する。アングル磁気センサ36aは、例えば、スピンバルブセンサである。スピンバルブセンサは、反強磁性層等で磁化の向きが固定された強磁性体のピン層と、強磁性体のフリー層とで非磁性層を挟んだ素子で、磁束の向きの変化を検出できるセンサである。スピンバルブセンサには、GMR(Giant Magneto Resistance)センサ、TMR(Tunnel Magneto Resistance)センサがある。なお、アングル磁気センサ36aは、磁石34aの回転を検出可能なセンサであればよい。アングル磁気センサ36aは、例えば、AMRセンサ、及びホールセンサでもよい。 As shown in FIG. 37, the relative angle detection unit 300a differs from the relative angle detection unit 300 in that the? An calculation unit 38a and the first angle detection unit 100a are provided instead of the first angle detection unit 100. As shown in FIGS. 35 and 36, the angle magnetic sensor 36a is disposed on the rotation axis Ax2. The angle magnetic sensor 36a is disposed to face the top surface of the magnet 34a. The angle magnetic sensor 36a is fixed to, for example, a vehicle body. As shown in FIG. 37, the angle the magnetic sensor 36a, every time the magnet 34a is rotated 1, and outputs a cosine wave signal cos [theta] an, sinusoidal signals sin [theta an, and one period of one cycle theta an, calculation unit 38a. The angle magnetic sensor 36a is, for example, a spin valve sensor. A spin valve sensor detects a change in the direction of magnetic flux with an element in which a nonmagnetic layer is sandwiched between a ferromagnetic pinned layer in which the direction of magnetization is fixed by an antiferromagnetic layer or the like and a ferromagnetic free layer. It is a possible sensor. The spin valve sensor includes a GMR (Giant Magneto Resistance) sensor and a TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensor. The angle magnetic sensor 36a may be any sensor that can detect the rotation of the magnet 34a. The angle magnetic sensor 36a may be, for example, an AMR sensor or a Hall sensor.

図37に示すように、θan演算部38aは、アングル磁気センサ検出角度θanを、記憶部102に記憶された下記式(69)によって算出する。θan演算部38aは、算出したアングル磁気センサ検出角度θanを第1角度検出部100aに出力する。 As shown in FIG. 37, the θ an calculator 38a calculates the angle magnetic sensor detection angle θ an according to the following equation (69) stored in the storage unit 102. The θ an calculating unit 38 a outputs the calculated angle magnetic sensor detection angle θ an to the first angle detecting unit 100 a.

Figure 2019082358
Figure 2019082358

第1角度検出部100aは、入力軸側の角度補正部104に代えて入力軸側の角度補正部104aを備える点で第1角度検出部100と異なる。角度補正部104aは、第1角度θie1とアングル磁気センサ検出角度θanとに基づいて、入力軸82aの回転数を算出すること以外は、角度補正部104と同様である。 The first angle detection unit 100a differs from the first angle detection unit 100 in that it includes an angle correction unit 104a on the input shaft side instead of the angle correction unit 104 on the input shaft side. The angle correction unit 104a is the same as the angle correction unit 104 except that the rotation number of the input shaft 82a is calculated based on the first angle θ ie1 and the angle magnetic sensor detection angle θ an .

図38は、実施形態5に係る第1角度及びアングル磁気センサ検出角度と第1多極磁石の磁極との関係を示す説明図である。図38の横軸に示す入力軸機械角は、入力軸82aの機械角(回転角度)を示す。図38の上段に示す電気角は、第1角度θie1を示す。図38の下段に示す電気角は、アングル磁気センサ検出角度θanを示す。なお。図38は、便宜上第1多極磁石12の磁極数mを8として記載している。図38を参照して、第1多極磁石12の磁極数mが8である場合に、角度補正部104aが入力軸82aの回転数である回転数Nを算出する方法の一例について説明する。磁石34aは、第2ギヤ32aに対する第1ギヤ30aのギヤ比が3であることから、入力軸82aが360度回転した場合に1080度回転する。アングル磁気センサ36aは、磁石34aが360度回転した場合に1周期の信号を出力する。したがって、図38に示すように、アングル磁気センサ検出角度θanは、入力軸82aの機械角で120度の周期を有する。第1角度θie1は、第1磁気センサ16の対向位置にある磁極が1磁極対分変化する毎に1周期の信号を出力する。したがって、図38に示すように、第1角度θie1は、入力軸82aの機械角で90度の周期を有する。以上より、アングル磁気センサ検出角度θanと第1角度θie1とは、入力軸82aの機械角で、360度毎に位相(電気角)が一致する。すなわち、アングル磁気センサ検出角度θanと第1角度θie1とは、入力軸82aが1回転する毎に位相が一致する。角度補正部104aは、アングル磁気センサ検出角度θanと第1角度θie1との位相が一致した場合に、第1多極磁石12の回転方向に応じて記憶部102に記憶された回転数Nに1を加算、又は減算する。これによれば、第1角度検出部100aは、入力軸82aが1回転を超えて回転した場合でも、角度補正部104aが入力軸82aの回転数をカウント(多回転検知)することができる。 FIG. 38 is an explanatory view showing a relationship between a first angle and angle magnetic sensor detection angle according to Embodiment 5 and a magnetic pole of a first multipole magnet. The input shaft mechanical angle shown on the horizontal axis of FIG. 38 indicates the mechanical angle (rotation angle) of the input shaft 82a. The electrical angle shown in the upper part of FIG. 38 indicates the first angle θ ie1 . The electrical angle shown in the lower part of FIG. 38 indicates the angle magnetic sensor detection angle θ an . In addition. In FIG. 38, the number m of magnetic poles of the first multipole magnet 12 is described as 8 for convenience. With reference to FIG. 38, when the magnetic pole number m of the first multipole magnet 12 is 8, an example of a method of calculating the number of rotations N which is the number of rotations of the input shaft 82a will be described. Since the gear ratio of the first gear 30a to the second gear 32a is 3, the magnet 34a rotates 1080 degrees when the input shaft 82a rotates 360 degrees. The angle magnetic sensor 36a outputs a signal of one cycle when the magnet 34a rotates 360 degrees. Therefore, as shown in FIG. 38, the angle magnetic sensor detection angle θ an has a cycle of 120 degrees in the mechanical angle of the input shaft 82a. The first angle θ ie1 outputs a signal of one cycle each time the magnetic pole at the opposing position of the first magnetic sensor 16 changes by one magnetic pole pair. Therefore, as shown in FIG. 38, the first angle θ ie1 has a cycle of 90 degrees at the mechanical angle of the input shaft 82a. From the above, the angle magnetic sensor detection angle θ an and the first angle θ ie1 are mechanical angles of the input shaft 82 a, and the phase (electrical angle) coincides with each other every 360 degrees. That is, the angle magnetic sensor detection angle θ an and the first angle θ ie1 coincide in phase each time the input shaft 82 a rotates. When the phases of the angle magnetic sensor detection angle θ an and the first angle θ ie1 coincide with each other, the angle correction unit 104 a stores the number of rotations N stored in the storage unit 102 according to the rotation direction of the first multipole magnet 12. Add or subtract 1 to. According to this, even when the input shaft 82a is rotated for more than one rotation, the first angle detection unit 100a can count the number of rotations of the input shaft 82a (multi-rotation detection).

なお、実施形態5に係るトルクセンサ400aは、アングル磁気センサ検出角度θanと、第1角度θie1及び第2角度θie2のうちいずれか1つとのバーニア演算により、第1多極磁石12の回転角度を算出してもよい。この場合、アングル磁気センサ検出角度θanの周期と、第1角度θie1の周期及び第2角度θie2の周期とが異なる値となるように、適宜磁極数m及び第1ギヤ30aに対する第2ギヤ32aのギヤ比を選択すればよい。第1ギヤ30aに対する第2ギヤ32aのギヤ比は、例えば、2を磁極数mで除した値と異なっていればよい。これによれば、アングル磁気センサ検出角度θanの周期と第1角度θie1の周期及び第2角度θie2の周期とを異なった値にすることができる。その結果、バーニア演算により、第1多極磁石12の回転角度を検出することができる。また、アングル磁気センサ検出角度θanと、第1角度θie1及び第2角度θie2のうちいずれか1つとのバーニア演算により、第1多極磁石12の多回転の絶対角を算出してもよい。多回転の絶対角で算出するとは、入力軸82a(第1多極磁石12)の360度以下の回転角度、又は入力軸82a(第1多極磁石12)の360度を超える回転角度を絶対角で算出することである。 In the torque sensor 400a according to the fifth embodiment, the vernier calculation of the angle magnetic sensor detection angle θ an and any one of the first angle θ ie1 and the second angle θ ie2 is performed for the first multipole magnet 12. The rotation angle may be calculated. In this case, the second magnetic pole number m and the second gear 30a are appropriately set so that the cycle of the angle magnetic sensor detection angle θ an and the cycle of the first angle θ ie1 and the cycle of the second angle θ ie2 become different values. The gear ratio of the gear 32a may be selected. The gear ratio of the second gear 32a to the first gear 30a may be different from, for example, a value obtained by dividing 2 by the number of magnetic poles m. According to this, it is possible to make the cycle of the angle magnetic sensor detection angle θ an different from the cycle of the first angle θ ie1 and the cycle of the second angle θ ie2 . As a result, the rotation angle of the first multipole magnet 12 can be detected by the vernier calculation. Also, the absolute angle of multi-rotation of the first multipole magnet 12 can be calculated by vernier calculation of the angle magnetic sensor detection angle θ an and any one of the first angle θ ie1 and the second angle θ ie2 Good. In order to calculate the absolute angle of multiple rotations, the rotation angle of 360 degrees or less of the input shaft 82a (first multipole magnet 12) or the rotation angle of more than 360 degrees of the input shaft 82a (first multipole magnet 12) is absolute It is to calculate in the corner.

10 回転角度センサ
12 第1多極磁石
16 第1磁気センサ
16P、18P、26P、28P 検出基準位置
18 第2磁気センサ
17 第5磁気センサ
20 回転角度センサ
22 第2多極磁石
26 第3磁気センサ
27 第6磁気センサ
28 第4磁気センサ
30a 第1ギヤ
32a 第2ギヤ
34a 磁石
36a アングル磁気センサ
80 電動パワーステアリング装置
82a 入力軸(第1シャフト)
82b 出力軸(第2シャフト)
82c トーションバー
90 ECU
100 第1角度検出部(第1角度検出装置)
101 車両
102 記憶部
104、104a 角度補正部
106、206 異常検出部
200 第2角度検出部(第2角度検出装置)
204 角度補正部
300、300a 相対角度検出部(相対角度検出装置)
302 差分演算部
400、400a トルクセンサ
402 トルク演算部
io1、Bio2 磁束密度
C1 第1円
C2 第2円
、X 変位
、Yio 角度
Δθio 相対角度
θie1 第1角度
θie2 第2角度
θis 第1補正角度
θoe1 第3角度
θoe2 第4角度
θos 第2補正角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotation angle sensor 12 1st multipole magnet 16 1st magnetic sensor 16P, 18P, 26P, 28P Detection reference position 18 2nd magnetic sensor 17 5th magnetic sensor 20 rotation angle sensor 22 2nd multipole magnet 26 3rd magnetic sensor 27 Sixth magnetic sensor 28 Fourth magnetic sensor 30a First gear 32a Second gear 34a Magnet 36a Angle magnetic sensor 80 Electric power steering device 82a Input shaft (first shaft)
82b Output shaft (second shaft)
82c Torsion bar 90 ECU
100 First angle detector (first angle detector)
101 Vehicle 102 Storage Unit 104, 104a Angle Correction Unit 106, 206 Abnormality Detection Unit 200 Second Angle Detection Unit (Second Angle Detection Device)
204 Angle correction unit 300, 300a Relative angle detection unit (relative angle detection device)
302 difference calculation unit 400,400a torque sensor 402 torque calculating section B io1, B io2 flux density C1 first circle C2 second circle X i, X o displacement Y i, Y io angle [Delta] [theta] io relative angle theta ie1 first angle theta ie2 second angle θ is first correction angle θ oe1 third angle θ oe 2 fourth angle θ os second correction angle

Claims (16)

第1シャフトと、
前記第1シャフトの回転に連動して回転し、前記第1シャフトの周方向に沿って異なる磁極が交互に配置された第1多極磁石と、
前記第1多極磁石の外周側に配置する第1磁気センサと、
前記第1多極磁石の外周側に配置する第2磁気センサと、
角度補正部と、を備え、
前記第1磁気センサと前記第2磁気センサとは、前記第1多極磁石を挟んで180°対称の位置とは異なり、かつ前記第1多極磁石の周囲において周方向に異なる位置に配置され、
前記第1磁気センサは、前記第1多極磁石との第1距離に応じた第1距離相関値を出力可能であり、
前記第2磁気センサは、前記第1多極磁石との第2距離に応じた第2距離相関値を出力可能であり、
前記角度補正部は、前記第1多極磁石の回転に応じて前記第1磁気センサが検出した第1角度、前記第1距離相関値、前記第1多極磁石の回転に応じて前記第2磁気センサが検出した第2角度、及び前記第2距離相関値に基づいて、前記第1多極磁石の第1補正角度を算出する角度検出装置。
The first shaft,
A first multipole magnet which rotates in conjunction with the rotation of the first shaft and in which different magnetic poles are alternately arranged along the circumferential direction of the first shaft;
A first magnetic sensor disposed on an outer peripheral side of the first multipole magnet;
A second magnetic sensor disposed on an outer peripheral side of the first multipole magnet;
And an angle correction unit,
The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are disposed at positions different from each other in the 180 ° symmetrical position with respect to the first multipole magnet, and at circumferentially different positions around the first multipole magnet. ,
The first magnetic sensor can output a first distance correlation value according to a first distance to the first multipole magnet,
The second magnetic sensor can output a second distance correlation value according to a second distance to the first multipole magnet,
The angle correction unit is configured to adjust the first angle detected by the first magnetic sensor according to the rotation of the first multipole magnet, the first distance correlation value, and the second according to the rotation of the first multipole magnet. An angle detection device that calculates a first correction angle of the first multipole magnet based on a second angle detected by a magnetic sensor and the second distance correlation value.
前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した磁束密度の値であり、
前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した磁束密度の値である、請求項1に記載の角度検出装置。
The first distance correlation value is a value of the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor,
The angle detection device according to claim 1, wherein the second distance correlation value is a value of magnetic flux density detected by the second magnetic sensor.
下記式(1)に示す前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg1と、下記式(2)に示す前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように、前記第1多極磁石の第1補正角度を算出する請求項2に記載の角度検出装置。
Figure 2019082358
Figure 2019082358
ここで、Bim1は、前記第1磁気センサが検出した磁束密度の値であり、
Bio1は、前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第1基準距離量の場合において、前記第1磁気センサが検出する磁束密度の値であり、
Bim2は、前記第2磁気センサが検出した磁束密度の値であり、
Bio2は、前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第2基準距離量の場合において、前記第2磁気センサが検出する磁束密度の値であり、Kiは、0以外の所定の定数である。
Distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor and the first multipole magnet shown in the following formula (1) and distance displacement Δg2 between the second magnetic sensor and the first multipole magnet shown in the following formula (2) The angle detection device according to claim 2, wherein a first correction angle of the first multipole magnet is calculated such that and are 0, respectively.
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Here, Bim1 is a value of the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor, and
Bio1 is a value of the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor when the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet is a first reference distance amount,
Bim2 is a value of the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor,
Bio2 is a value of the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor when the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet is a second reference distance, and Ki is other than 0. Is a predetermined constant of
前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に反比例し、
前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に反比例する請求項1に記載の角度検出装置。
The first distance correlation value is obtained based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor, and is inversely proportional to the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet.
The second distance correlation value is determined based on an electrical angle detected by the second magnetic sensor, and is inversely proportional to a distance amount between the second magnetic sensor and the first multipole magnet. Angle detector as described.
下記式(3)に示す前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg1と、下記式(4)に示す前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との距離変位Δg2とがそれぞれ0となるように、前記第1多極磁石の第1補正角度を算出し、かつ前記第1距離相関値Pim1が下記式(5)及び下記式(7)を満たし、前記第2距離相関値Pim2が下記式(6)及び下記式(8)を満たす請求項4に記載の角度検出装置。
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
ここで、sinθie1及びcosθie1は、前記第1磁気センサが検出した電気角の関数であり、
sinθie2及びcosθie2は、前記第2磁気センサが検出した電気角の関数であり、
sinθio1及びcosθio1は、前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第1基準距離量の場合において、前記第1磁気センサが検出した電気角の関数であり、
第1距離相関値Pio1は、前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第1基準距離量の場合における第1距離相関値Pim1であり、
sinθio2及びcosθio2は、前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第2基準距離量の場合において、前記第2磁気センサが検出した電気角の関数であり、
第2距離相関値Pio2は、前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離が第2基準距離量の場合における第2距離相関値Pim2であり、
Ki、K1、及びK2は、それぞれ、0以外の所定の定数である。
Distance displacement Δg1 between the first magnetic sensor and the first multipole magnet shown in the following formula (3) and distance displacement Δg2 between the second magnetic sensor and the first multipole magnet shown in the following formula (4) And the first distance correlation value Pim1 satisfies the following equation (5) and the following equation (7), and the second correction angle of the first multipole magnet is calculated so that The angle detection device according to claim 4, wherein the distance correlation value Pim2 satisfies the following equation (6) and the following equation (8).
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Figure 2019082358
Here, sin θie1 and cosθie1 are functions of the electrical angle detected by the first magnetic sensor,
sin θie 2 and cos θie 2 are functions of the electrical angle detected by the second magnetic sensor,
sin θio1 and cos θio1 are functions of the electrical angle detected by the first magnetic sensor when the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet is a first reference distance,
A first distance correlation value Pio1 is a first distance correlation value Pim1 when the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet is a first reference distance amount,
sin θio 2 and cos θio 2 are functions of the electrical angle detected by the second magnetic sensor when the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet is a second reference distance,
A second distance correlation value Pio2 is a second distance correlation value Pim2 when the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet is a second reference distance amount,
Each of Ki, K1, and K2 is a predetermined constant other than zero.
前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した磁束密度に基づいて求められ、かつ前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例し、
前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した磁束密度に基づいて求められ、かつ前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例する請求項1に記載の角度検出装置。
The first distance correlation value is obtained based on the magnetic flux density detected by the first magnetic sensor, and is proportional to the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet.
The second distance correlation value is determined based on the magnetic flux density detected by the second magnetic sensor, and is proportional to the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet. Angle detector as described.
前記第1距離相関値は、前記第1磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第1磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例し、
前記第2距離相関値は、前記第2磁気センサが検出した電気角に基づいて求められ、かつ前記第2磁気センサと前記第1多極磁石との間の距離量に比例する請求項1に記載の角度検出装置。
The first distance correlation value is obtained based on the electrical angle detected by the first magnetic sensor, and is proportional to the distance between the first magnetic sensor and the first multipole magnet.
The second distance correlation value is determined based on the electrical angle detected by the second magnetic sensor, and is proportional to the distance between the second magnetic sensor and the first multipole magnet. Angle detector as described.
前記第1多極磁石は、それぞれの前記磁極のピッチが同じであり、
予め定められた第1シャフト又は前記第1多極磁石の回転中心の基準となる回転基準位置から前記第1磁気センサの検出基準位置及び前記第2磁気センサの検出基準位置へ引いた線分がなす角度は、前記第1多極磁石の1磁極対分の機械角を整数倍した角度であり、
前記第1角度と前記第2角度とを比較して、前記第1磁気センサ、及び前記第2磁気センサのうち少なくとも1つが異常であることを検出可能である異常検出部を備える請求項1から7のいずれか1項に記載の角度検出装置。
The pitches of the respective magnetic poles of the first multipole magnet are the same,
A line segment drawn from the rotation reference position which is the reference of the rotation center of the predetermined first shaft or the first multipole magnet to the detection reference position of the first magnetic sensor and the detection reference position of the second magnetic sensor The angle to be formed is an angle obtained by multiplying the mechanical angle of one magnetic pole pair of the first multipolar magnet by an integer multiple,
The anomaly detection unit according to claim 1, further comprising: an anomaly detection unit capable of detecting that at least one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is abnormal by comparing the first angle and the second angle. The angle detection device according to any one of 7.
前記第1多極磁石と同期して回転する第1ギヤと、
前記第1ギヤと噛み合い、前記第1ギヤの回転により回転駆動する第2ギヤと、
円柱形状であり、円柱の径方向に磁化され、前記第2ギヤと一体に回転する磁石と、
前記磁石の回転軸上に配置されたアングル磁気センサと、を備え、
前記アングル磁気センサは、前記磁石の1回転の磁界変化で1周期の信号を出力し、
前記第1ギヤに対する前記第2ギヤのギヤ比と前記第1多極磁石の磁極数との積は、2以外である請求項1から8のいずれか1項に記載の角度検出装置。
A first gear that rotates in synchronization with the first multipole magnet;
A second gear engaged with the first gear and rotationally driven by rotation of the first gear;
A magnet which is cylindrical and magnetized in a radial direction of the cylinder and rotates integrally with the second gear;
And an angle magnetic sensor disposed on the rotation axis of the magnet.
The angle magnetic sensor outputs a signal of one cycle according to a magnetic field change of one rotation of the magnet,
The angle detection device according to any one of claims 1 to 8, wherein the product of the gear ratio of the second gear to the first gear and the number of magnetic poles of the first multipole magnet is other than two.
前記角度補正部は、前記アングル磁気センサの信号と前記第1角度とからバーニア演算を実行して、前記第1多極磁石の360度以下の回転角度、又は前記第1多極磁石の360度を超える回転角度を絶対角で算出する請求項9に記載の角度検出装置。   The angle correction unit executes a vernier operation from the signal of the angle magnetic sensor and the first angle, and the rotation angle of the first multipole magnet is 360 degrees or less, or 360 degrees of the first multipole magnet The angle detection device according to claim 9, wherein a rotation angle exceeding is calculated as an absolute angle. 前記第1シャフト又は前記第1多極磁石の基準回転軸から前記第1磁気センサの検出基準位置までの半径は、前記基準回転軸から前記第2磁気センサの検出基準位置までの半径と同じである請求項1から10のいずれか1項に記載の角度検出装置。   The radius from the reference rotation axis of the first shaft or the first multipole magnet to the detection reference position of the first magnetic sensor is the same as the radius from the reference rotation axis to the detection reference position of the second magnetic sensor The angle detection device according to any one of claims 1 to 10. 前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサは、前記第1シャフトの軸方向にみて、直線上に並び、前記第1シャフト又は前記第1多極磁石の基準回転軸から前記第1磁気センサの検出基準位置までの半径は、前記基準回転軸から前記第2磁気センサの検出基準位置までの半径とは異なる請求項1から10のいずれか1項に記載の角度検出装置。   The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged in a straight line when viewed in the axial direction of the first shaft, and the first magnetic sensor and the second multipole magnet are rotated from a reference rotation axis of the first shaft or the first multipole magnet. The angle detection device according to any one of claims 1 to 10, wherein a radius to the detection reference position is different from a radius from the reference rotation axis to the detection reference position of the second magnetic sensor. 請求項1から12のいずれか1項に記載の角度検出装置である第1角度検出装置と、
第2シャフトと、前記第2シャフトの回転に連動して回転し、前記第2シャフトの周方向に沿って異なる磁極が交互に配置された第2多極磁石と、前記第2多極磁石の外周側に配置する第3磁気センサと、前記第2多極磁石の外周側に配置する第4磁気センサと、を備え、
前記第3磁気センサと前記第4磁気センサとは、前記第2多極磁石を挟んで180°対称の位置とは異なり、かつ前記第2多極磁石の周囲において周方向に異なる位置に配置され、
前記第3磁気センサは、前記第2多極磁石との第3距離に応じた第3距離相関値を出力可能であり、
前記第4磁気センサは、前記第2多極磁石との第4距離に応じた第4距離相関値を出力可能であり、
前記角度補正部は、前記第2多極磁石の回転に応じて前記第3磁気センサが検出した第3角度、前記第3距離相関値、前記第2多極磁石の回転に応じて前記第4磁気センサが検出した第4角度、及び前記第4距離相関値に基づいて、前記第2多極磁石の第2補正角度を算出する第2角度検出装置と、
前記第1補正角度と前記第2補正角度との差分から前記第1多極磁石と前記第2多極磁石との相対的な回転角度を算出する差分演算部と、を備える相対角度検出装置。
A first angle detection device, which is the angle detection device according to any one of claims 1 to 12.
A second multipole magnet that rotates in synchronization with the rotation of the second shaft and the second shaft, and in which different magnetic poles are alternately arranged along the circumferential direction of the second shaft, and the second multipole magnet A third magnetic sensor disposed on the outer circumferential side, and a fourth magnetic sensor disposed on the outer circumferential side of the second multipole magnet,
The third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor are arranged at different positions in the circumferential direction around the second multipole magnet, different from the 180 ° symmetrical position sandwiching the second multipole magnet. ,
The third magnetic sensor can output a third distance correlation value according to a third distance to the second multipole magnet,
The fourth magnetic sensor can output a fourth distance correlation value according to a fourth distance to the second multipole magnet,
The angle correction unit is configured to adjust a third angle detected by the third magnetic sensor according to the rotation of the second multipole magnet, the third distance correlation value, and the fourth angle according to the rotation of the second multipole magnet. A second angle detection device that calculates a second correction angle of the second multipole magnet based on a fourth angle detected by a magnetic sensor and the fourth distance correlation value;
A relative angle detection device comprising: a difference calculation unit that calculates a relative rotation angle between the first multipole magnet and the second multipole magnet from the difference between the first correction angle and the second correction angle.
トーションバーと、
前記トーションバーの一端部と前記トーションバーの他端部との前記相対的な回転角度を検出する請求項13に記載の相対角度検出装置と、
前記相対角度検出装置が算出した前記相対的な回転角度に基づいて、前記トーションバーに加わるトルクを算出するトルク演算部と、を備えるトルクセンサ。
A torsion bar,
The relative angle detection device according to claim 13, wherein the relative rotation angle between one end of the torsion bar and the other end of the torsion bar is detected.
A torque calculation unit that calculates a torque applied to the torsion bar based on the relative rotation angle calculated by the relative angle detection device.
請求項14に記載のトルクセンサを備える電動パワーステアリング装置。   An electric power steering apparatus comprising the torque sensor according to claim 14. 請求項15に記載の電動パワーステアリング装置を備える車両。   A vehicle comprising the electric power steering apparatus according to claim 15.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021005937A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 Steering control device
CN112460315A (en) * 2019-09-06 2021-03-09 精刻株式会社 Actuator and exhaust valve drive device
US11459025B2 (en) * 2019-03-28 2022-10-04 Denso Corporation Detection unit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083823A (en) * 2001-09-14 2003-03-19 Koyo Seiko Co Ltd Rotation angle detection device, torque detection device and steering device
US20040050178A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-18 Gastops Ltd. Apparatus for detecting torque, axial position and axial alignment of a rotating shaft
JP2009281978A (en) * 2008-05-26 2009-12-03 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Rotation angle sensor
JP2011169716A (en) * 2010-02-18 2011-09-01 Honda Motor Co Ltd Rotation angle detecting device, and power steering device including the same
JP2012052960A (en) * 2010-09-02 2012-03-15 Denso Corp Rotation angle detecting device, and assembling method thereof
WO2013076839A1 (en) * 2011-11-24 2013-05-30 トヨタ自動車株式会社 Rotational-angle detection device and electric power-steering device provided with rotational-angle detection device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083823A (en) * 2001-09-14 2003-03-19 Koyo Seiko Co Ltd Rotation angle detection device, torque detection device and steering device
US20040050178A1 (en) * 2002-09-13 2004-03-18 Gastops Ltd. Apparatus for detecting torque, axial position and axial alignment of a rotating shaft
JP2009281978A (en) * 2008-05-26 2009-12-03 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Rotation angle sensor
JP2011169716A (en) * 2010-02-18 2011-09-01 Honda Motor Co Ltd Rotation angle detecting device, and power steering device including the same
JP2012052960A (en) * 2010-09-02 2012-03-15 Denso Corp Rotation angle detecting device, and assembling method thereof
WO2013076839A1 (en) * 2011-11-24 2013-05-30 トヨタ自動車株式会社 Rotational-angle detection device and electric power-steering device provided with rotational-angle detection device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11459025B2 (en) * 2019-03-28 2022-10-04 Denso Corporation Detection unit
WO2021005937A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 Steering control device
JP2021014140A (en) * 2019-07-10 2021-02-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 Steering control device
JP7190400B2 (en) 2019-07-10 2022-12-15 日立Astemo株式会社 steering controller
CN112460315A (en) * 2019-09-06 2021-03-09 精刻株式会社 Actuator and exhaust valve drive device
US11359539B2 (en) 2019-09-06 2022-06-14 Jeco Co., Ltd. Actuator and exhaust valve driving device
CN112460315B (en) * 2019-09-06 2022-09-27 精刻株式会社 Actuator and exhaust valve drive device

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