JP4761053B2 - 回転位置センサ、複合回転位置センサ及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
請求項1の構成によれば、回転検出シャフトが回転すると素線が巻き取られ、回転検出シャフトの回転位置に応じて、巻数可変コイルの巻回数が変化する。そして、固定コイルと巻数可変コイルの何れか一方のコイルに通電することで他方のコイルに生じる誘起電圧は、巻数可変コイルの巻回数に応じて変化するので、この誘起電圧の検出結果に基づいて回転検出シャフトの回転位置を特定することができる。具体的には、請求項2の発明のように、固定コイルと巻数可変コイルとの何れか一方のコイルに予め設定された基準電圧で通電して励磁し、このとき他方のコイルに生じた誘起電圧と基準電圧とに基づいて回転検出シャフトの回転位置を演算すればよい。
請求項3の発明によれば、固定コイルと巻数可変コイルの何れか一方のコイルに通電することで発生した磁束は、回転検出シャフトを通るから磁束の漏れを抑えることができる。そして、回転検出シャフトを通る磁束が固定コイルと巻数可変コイルとを貫通して、他方のコイルに誘起電圧が生じる。
請求項4の発明によれば、回転検出シャフトとベース部とにより、固定コイル及び巻数可変コイルを貫通しかつ閉じた磁気回路が形成されるので、電磁誘導の効率が向上し、消費電力が抑えられる。
請求項5の発明によれば、回転検出シャフトが素線を巻き取る方向と逆向き回転した場合に、巻回されている素線をスムーズに送り出すことができる。
請求項6の発明によれば、回転検出シャフトが素線を巻き取る方向と逆向き回転した場合に、巻回されている素線をスムーズに送り出すことができる。
請求項7の発明によれば、回転検出シャフトから送り出された素線はケーブルリールに巻き取られるので素線をコンパクトに纏めることができ、素線の絡まりも防止できる。
請求項8の発明によれば、車両に備えたステアリングシャフトの回転位置を検出することができる。
請求項9の発明によれば、ステアリングシャフトをアースにして巻数可変コイルに通電することができる。
請求項10の複合回転位置センサによれば、回転検出シャフトが基準位置から何回転したかを回転位置センサで特定し、回転検出シャフトの1回転における回転位置をエンコーダによって特定する。そして、これら回転位置情報に基づいて、現在の回転検出シャフトの回転位置を、基準位置からの絶対回転位置(基準位置から何回転しかつ1回転における回転位置がどの位置か)として特定することができる。
請求項11の複合回転位置センサによれば、回転検出シャフトが基準位置から何回転したかを回転位置センサで特定し、回転検出シャフトの1回転における回転位置をレゾルバによって特定する。そして、これら回転位置情報に基づいて、現在の回転検出シャフトの回転位置を、基準位置からの絶対回転位置(基準位置から何回転しかつ1回転における回転位置がどの位置か)として特定することができる。
請求項12の電動パワーステアリング装置によれば、多回転位置検出がアナログで連続に変化するため操舵フィーリングが従来よりも向上する。また、本発明では、回転位置検出の分解能を向上するために、エンコーダ又はレゾルバに回転位置センサを組み合わせていたが、回転位置センサに換えて、従前の回転位置検出装置を組み合わせた場合よりも、電動パワーステアリング装置をコンパクト化及び低コスト化することができる。なお、コンパクト化により車内空間を広くすることができ、衝突安全性を向上することができる。
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。
図1には、本発明の複合回転位置センサ34を搭載した車両10の概念図が示されている。同図における符号11は、電動パワーステアリング装置であって、筒形ハウジング18の内部に直動シャフト16を貫通して備えている。筒形ハウジング18は、車両10の本体に固定され、その軸方向の中間部分にアシストモータ19が内蔵されている。このアシストモータ19は、筒形ハウジング18の内側にステータ20を嵌合固定して備えると共に、そのステータ20の内側に筒形のロータ21を備えている。直動シャフト16は、そのロータ21内を貫通しかつ筒形ハウジング18から両端部が露出し、それら両端部がタイロッド17,17を介して転舵輪26,26に連結されている。また、筒形ハウジング18の一端寄り位置には、ロータ21の回転位置を検出するための位置センサ25(例えば、エンコーダやレゾルバ)が設けられている。
P=θ+360・n
本実施形態は、図6に示されており、エンコーダ51の代わりにレゾルバ60を備えた点が上記第1実施形態と異なる。レゾルバ60は、ステアリングシャフト32の外面に固定されたレゾルバロータ61と、ベース部50の内面に固定されたレゾルバステータ62とからなる。レゾルバステータ62は、例えば、円環状をなし、その内面から突出した複数のティース62Aにそれぞれ銅線が巻回されてコイル63が形成されている。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
34 複合回転位置センサ
50 ベース部
50A 対向壁
50A,50A 対向壁(磁路構成対向壁)
50C 筒壁(磁路構成側壁)
51 エンコーダ
52 回転位置センサ
53 固定コイル
54 巻数可変コイル
54A 素線
56 ケーブルリール
57 交流電源
58A バネ
59 マイコン(データ処理部、複合演算部)
60 レゾルバ
Claims (12)
- ベース部に対して回転可能に組み付けられた回転検出シャフトの回転位置を検出する回転位置センサにおいて、
前記回転検出シャフトに一端部が固定されて巻き付けられかつ他端部が前記ベース部に保持された素線によって構成され、前記回転検出シャフトの回転位置に応じて前記素線の巻回数が変わるようにした巻数可変コイルと、
前記回転検出シャフトの回転軸と同軸上に配置されて前記ベース部に固定され、前記巻数可変コイルとの間で電磁誘導可能な固定コイルとを備えたことを特徴とする回転位置センサ。 - 前記固定コイルと前記巻数可変コイルとの何れか一方のコイルに予め設定された基準電圧で通電して励磁する交流電源と、
他方のコイルに生じた誘起電圧と前記基準電圧とに基づいて前記回転検出シャフトの回転位置を演算するデータ処理部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の回転位置センサ。 - 前記回転検出シャフトは、磁性体で構成されると共に、前記固定コイルの内側に遊嵌されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の回転位置センサ。
- 前記ベース部は、磁性体で構成されると共に、前記回転検出シャフトの両端部が貫通した1対の磁路構成対向壁と前記磁路構成対向壁間を接合する磁路構成側壁とを有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の回転位置センサ。
- 前記巻数可変コイルの素線をフラットケーブルとし、そのフラットケーブルを前記回転検出シャフトに渦巻き状に巻回したことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の回転位置センサ。
- 前記巻数可変コイルの素線を、前記回転検出シャフトに螺旋状に巻回したことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の回転位置センサ。
- 前記巻数可変コイルの他端部と前記ベース部との間に設けられて、バネの弾発力によって前記巻数可変コイルの素線を巻き取り可能なケーブルリールを備えたことを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の回転位置センサ。
- 前記回転検出シャフトは、車両に備えたステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトであることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の回転位置センサ。
- 前記巻数可変コイルは、前記ステアリングシャフトに導通接続されたことを特徴とする請求項8に記載の回転位置センサ。
- 前記請求項1乃至9に記載の回転位置センサと、
前記回転検出シャフトの1回転における回転位置を検出可能なエンコーダと、
前記回転位置センサと前記エンコーダとの両検出結果を受け、前記回転位置センサによって前記回転検出シャフトが基準位置から何回転したかを特定すると共に、前記エンコーダによって前記回転検出シャフトの1回転における回転位置を特定して、前記回転検出シャフトの前記基準位置からの絶対回転位置を演算する複合演算部とを備えたことを特徴とする複合回転位置センサ。 - 前記請求項1乃至9に記載の回転位置センサと、
前記回転検出シャフトの1回転における回転位置を検出可能なレゾルバと、
前記回転位置センサと前記レゾルバとの両検出結果を受け、前記回転位置センサによって前記回転検出シャフトが基準位置から何回転したかを特定すると共に、前記レゾルバによって前記回転検出シャフトの1回転における回転位置を特定して、前記回転検出シャフトの前記基準位置からの絶対回転位置を演算する複合演算部とを備えたことを特徴とする複合回転位置センサ。 - 請求項10又は11に記載の複合回転位置センサを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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