JP2022079087A - 回転角度検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、第1実施形態について図を参照して説明する。図1に示されるように、ステアリングシステム100は、ステアリングホイール101、ステアリングシャフト102、ピニオンギヤ103、ラック軸104、車輪105、回転角度検出装置200、及び電動パワーステアリング装置300を備える。
|(ZEPS-Zangle)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle)×θ|<180°
の条件を満たすように設定される。これにより、演算部250はバーニヤ演算によって容易に舵角を一意に特定することができる。
本実施形態では、主に第1実施形態と異なる部分について説明する。一般的には、減速機構302の第1減速比ZEPSは、車種によって異なるが、13~20:1程度である。これに対し、舵角センサ210の体格の制約上、主動歯車213と従動歯車214との第2減速比Zangleは2~4:1程度が現実的な値である。したがって、舵角センサ210に2極の磁石215が採用される場合、電動パワーステアリング装置300のギヤ比と舵角センサ210のギヤ比との差が大きくなる。このため、充分な舵角検出範囲を確保できない可能性がある。
|(ZEPS-Zangle×Pangle)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle×Pangle)×θ|<180°
の条件を満たすよう設定される。
本実施形態では、主に第1、第2実施形態と異なる部分について説明する。近年、ステアリングシャフト102の舵角検出範囲は拡大傾向にある。一般的な車両では、ステアリングホイール101の回転数は3回転程度である。しかし、6回転以上を検出したいというニーズもある。第2実施形態では、磁石215を多極化することによって舵角の検出可能な範囲を拡大したが、磁石215の磁極数を増やすにも物理的な限界がある。
|(ZEPS-Zangle×N)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle×N)×θ|<180°
の条件を満たすように設定される。
|(ZEPS-Zangle×Pangle×N)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle×Pangle×N)×θ|<180°
の条件を満たすように設定される。
本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、ステアリングシャフト102の回転トルクを検出するトルクセンサ310を利用して第1回転角度を検出する。
上記各実施形態で示された回転角度検出装置200の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、上記各実施形態で示された舵角の検出方法は一例である。差角と舵角とを一対一で対応させるのではなく、差角から主動歯車213、従動歯車214、あるいはモータ330が何回転したかを演算し、回転数をもとに演算した絶対角から舵角を演算する方法を採用しても良い。
102 ステアリングシャフト
210 舵角センサ(第1検出部)
230 回転角センサ(第2検出部)
250 演算部
301 モータシャフト
302 減速機構
Claims (9)
- ステアリングホイール(101)に連動して回転するステアリングシャフト(102)の第1回転角度を検出する第1検出部(210)と、
前記ステアリングシャフトに減速機構(302)を介して連結されるモータシャフト(301)の第2回転角度を検出する第2検出部(230)と、
前記第1検出部から前記第1回転角度を入力すると共に、前記第2検出部から前記第2回転角度を入力し、前記第1回転角度と前記第2回転角度との差角に基づき、前記ステアリングシャフトの舵角を演算する演算部(250)と、
を含む、回転角度検出装置。 - 前記第1検出部は、
前記ステアリングシャフトに連動して回転する主動歯車(213)と、
前記主動歯車に噛み合わされると共に、前記主動歯車に連動して回転する従動歯車(214)と、
前記従動歯車に固定されると共に、前記従動歯車と共に回転する磁石(215)と、
前記磁石から受ける磁束の変化に基づいて前記ステアリングシャフトの前記第1回転角度を検出する磁束検出部(216)と、を有する、請求項1に記載の回転角度検出装置。 - 前記ステアリングシャフトと前記モータシャフトとの間の前記減速機構の第1減速比をZEPSと定義し、前記主動歯車と前記従動歯車との間の第2減速比をZangleと定義し、前記演算部で取得される前記舵角の角度範囲をθと定義すると、
前記第1減速比ZEPS、前記第2減速比Zangle、及び前記舵角の角度範囲θは、
|(ZEPS-Zangle)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle)×θ|<180°
の条件を満たすように設定される、請求項2に記載の回転角度検出装置。 - 前記ステアリングシャフトと前記モータシャフトとの間の前記減速機構の第1減速比をZEPSと定義し、前記主動歯車と前記従動歯車との間の第2減速比をZangleと定義し、前記第2減速比を整数倍する仮想ギヤ比をNと定義し、前記演算部で取得される前記舵角の角度範囲をθと定義すると、
前記第1減速比ZEPS、前記第2減速比Zangle、前記仮想ギヤ比N、及び前記舵角の角度範囲θは、
|(ZEPS-Zangle×N)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle×N)×θ|<180°
の条件を満たすように設定される、請求項2に記載の回転角度検出装置。 - 前記磁石は、前記従動歯車が1回転する間に複数の周期の磁束の変化を発生させる、請求項2に記載の回転角度検出装置。
- 前記ステアリングシャフトと前記モータシャフトとの間の前記減速機構の第1減速比をZEPSと定義し、前記主動歯車と前記従動歯車との間の第2減速比をZangleと定義し、前記磁石の対極数をPangleと定義し、前記演算部で取得される前記舵角の角度範囲をθと定義すると、
前記第1減速比ZEPS、前記第2減速比Zangle、前記対極数Pangle、及び前記舵角の角度範囲θは、
|(ZEPS-Zangle×Pangle)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle×Pangle)×θ|<180°
の条件を満たすよう設定される、請求項5に記載の回転角度検出装置。 - 前記ステアリングシャフトと前記モータシャフトとの間の前記減速機構の第1減速比をZEPSと定義し、前記主動歯車と前記従動歯車との間の第2減速比をZangleと定義し、前記磁石の対極数をPangleと定義し、前記第2減速比を整数倍する仮想ギヤ比をNと定義し、前記演算部で取得される前記舵角の角度範囲をθと定義すると、
前記第1減速比ZEPS、前記第2減速比Zangle、前記対極数Pangle、前記仮想ギヤ比N、及び前記舵角の角度範囲θは、
|(ZEPS-Zangle×Pangle×N)×θ|<360°
または、
|(ZEPS-Zangle×Pangle×N)×θ|<180°
の条件を満たすように設定される、請求項5に記載の回転角度検出装置。 - 前記ステアリングシャフトは、前記ステアリングシャフトの回転トルクを検出するトルクセンサ(310)を有し、
前記トルクセンサは、前記ステアリングシャフトと共に回転する磁石(311)を有し、
前記第1検出部は、前記磁石から受ける磁束の変化に基づいて前記ステアリングシャフトの前記第1回転角度を検出する磁束検出部(216)を有する、請求項1に記載の回転角度検出装置。 - 前記演算部は、前記第1回転角度の角度周期を整数倍する角度補正部(251)を有する、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の回転角度検出装置。
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