DE10344043A1

DE10344043A1 - Magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10344043A1
Application number: DE10344043A
Authority: DE
Inventors: Emi Susono Takuma
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-09-23
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2023-09-24
Also published as: US20040118220A1; US7000487B2; JP4002174B2; DE10344043B4; JP2004198287A

Abstract

Eine magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung weist einen Magneten auf, der sich gleichzeitig mit einer Lenkwelle dreht, die an einem Fahrzeug angebracht ist, erfasst eine Veränderung eines Magnetfelds von dem Magneten durch Verwendung eines Hall ICs, das an einer Seite der Säule angebracht ist, und erfasst einen Drehwinkel der Lenkwelle. Der Magnet weist den S- und den N-Pol an einer Ebene angeordnet auf, deren Normalenlinie sich in einer im Wesentlichen axialen Richtung der Lenkwelle befindet. Das Hall IC ist derart angeordnet, dass eine Erfassungsrichtung des Hall ICs derart eingestellt ist, dass sie im Wesentlichen eine einzige Richtung ist, und die Erfassungseinrichtung ist derart ausgeführt, dass sie im Wesentlichen mit der axialen Richtung der Lenkwelle zusammenfällt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels einer Fahrzeuglenkung und insbesondere eine Technik zum Verringern eines Einflusses von einem äußeren Magneten.

Als ein herkömmliches Beispiel einer Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung, die an ein Fahrzeug angebracht ist, ist diejenige bekannt, die in einer japanischen Patentübersetzung mit der Veröffentlichungs-Nr. Hei 11-500828 (veröffentlicht im Jahr 1999) beschrieben ist. In dieser Druckschrift ist, wie in 1 gezeigt, die Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 102 in der Säulenabdeckung 101 angebracht. Die Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 102 erfasst den Drehwinkel des Winkelerfassungsmagneten 105, der sich gleichmäßig mit der Lenkwelle 103 dreht, und zwar mittels eines anisotropischen, magnetoresistiven Elements (nachfolgend als AMR bezeichnet) 104, wodurch der Drehwinkel der Lenkwelle 103 berechnet wird.

In diesem Fall ist das AMR 104 derart gestaltet, dass es den Drehwinkel des Winkelerfassungsmagneten 105 erfasst, indem ein magnetisches Feld in einer Richtung senkrecht zu der Lenkwelle 103 erfasst wird, das heißt in einer Richtung, die durch den Pfeil Y101 gezeigt ist.

Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn ein Fahrer den Magneten (ein magnetisiertes Objekt) 106 zu der Innenseite des Fahrzeugs trägt, und den Magneten 106 nahe zu der Säulenabdeckung 101 anordnet, manchmal ein magnetisches Feld in der Richtung senkrecht zu der Lenkwelle 103 (in der Richtung des Pfeiles Y101) erzeugt. Durch dieses magnetische Feld tritt in manchen Fällen eine unzutreffende Erfassung des gemessenen Winkels durch das AMR 104 auf. In einem derartigen Fall führt diese unzutreffende Erfassung zu einer unzutreffenden Berechnung des Lenkwinkels.

Beispielsweise ist eine Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung, die derart gestaltet ist, dass ein Schlüsselhalter-Befestigungsmagnet an der Seitenfläche eines Säulenschalters angebracht ist, durch diesen Befestigungsmagneten beeinflusst, und folglich wird eine Maßnahme zum Abschirmen der Vorrichtung von dem äußeren Magnetfeld erforderlich. Obwohl ein Verfahren zum Schaffen einer magnetischen Abschirmung als eine Maßnahme betrachtet werden kann, die dem Abschirmen der Vorrichtung von dem äußeren Magnetfeld dient, vergrößert die Verwendung dieses Verfahrens die Teilezahl, wodurch ein Problem der Vergrößerung der Größe und der Kosten der Vorrichtung verursacht wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Wie oben beschrieben, führt die herkömmliche magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung zu einem Problem dahingehend, dass, wenn der Magnet 106 in der Umgebung der Säulenabdeckung 101 angeordnet ist, das AMR 104 zum Erfassen des Lenkwinkels eine magnetische Komponente durch diesen Magneten 106 erfasst, wodurch eine Genauigkeit beim Erfassen des Lenkwinkels verringert wird.

Darüber hinaus führte, wenngleich ein Verfahren des magnetischen Abschirmens der Umgebung des AMR 104 in Betracht gezogen werden kann, um das oben genannte Problem zu lösen, dieses Problem zu einer problematischen Vergrößerung bei der Größe und den Kosten der Vorrichtung.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die Probleme der herkömmlichen Vorrichtung, wie oben beschrieben, zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen Einfluss von einem äußeren Magneten durch eine einfache Gestaltung zu verringern.

Um die genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung mit einem Magneten, der sich gleichzeitig mit einer Lenkwelle dreht, die an einem Fahrzeug angebracht ist, und einem magnetischen Sensor, der an der Seite einer Säule angebracht ist, wobei der magnetische Sensor derart gestaltet ist, dass er einen Drehwinkel der Lenkwelle erfasst, indem eine Veränderung eines Magnetfelds erfasst wird, das von dem Magneten ausgesandt wird. Hierbei weist der Magnet den S- und N-Pol an einer Ebene angeordnet auf, deren Normalenlinie sich in einer im wesentlichen axialen Richtung der Lenkwelle befindet; und der magnetische Sensor ist derart angeordnet, dass dessen Erfassungsrichtung derart eingestellt ist, dass sie im wesentlichen ein einzige Richtung ist, und für die Erfassungsrichtung wird veranlasst, dass sie im wesentlichen mit der axialen Richtung der Lenkwelle zusammenfällt.

Darüber hinaus schafft gemäß einem weiteren Gesichtspunkt die vorliegende Erfindung eine magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung mit einem ersten Zahnrad, das sich gleichzeitig mit einer Lenkwelle dreht, die an einem Fahrzeug angebracht ist, einem zweiten Zahnrad, das sich gleichzeitig mit dem ersten Zahnrad bei einer Geschwindigkeit dreht, die größer ist als die Geschwindigkeit des ersten Zahnrads, einem dritten Zahnrad, das sich gleichzeitig mit dem ersten Zahnrad bei einer Geschwindigkeit dreht, die geringer ist als die Geschwindigkeit des zweiten Zahnrads, Magneten, die sich gleichzeitig mit dem zweiten Zahnrad bzw. dritten Zahnrad drehen; magnetischen Sensoren, die an Säulenseiten und in Umgebungen der Magneten des zweiten bzw. dritten Zahnrads vorgesehen sind, wobei die magnetischen Sensoren derart gestaltet sind, dass sie Veränderungen von Magnetfeldern von den Magneten des zweiten und dritten Zahnrads erfassen, und einer Berechnungseinheit, die derart gestaltet ist, dass sie einen Drehwinkel der Lenkwelle berechnet, indem Drehwinkel des zweiten und dritten Zahnrads basierend auf Erfassungssignalen von den magnetischen Sensoren erfasst werden, wobei jeder der Magneten, der an dem zweiten und dem dritten Zahnrad vorgesehen ist, den S- und N-Pol an einer Ebene angeordnet aufweist, deren Normale sich in einer im wesentlichen axialen Richtung der Lenkwelle befindet, und jeder der magnetischen Sensoren derart angeordnet ist, dass eine Erfassungsrichtung derart eingestellt ist, dass sie im wesentlichen eine einzige Richtung ist, und für die Erfassungsrichtung veranlasst wird, dass sie im wesentlichen mit der axialen Richtung der Lenkwelle zusammenfällt.

Es wird bevorzugt, dass die magnetischen Sensoren an Positionen vorgesehen sind, an denen Komponenten der Magnetfelder von den Magneten in der axialen Richtung der Lenkwelle erfassbar sind.

Es wird bevorzugt, dass die magnetischen Sensoren Hall ICs (6) sind, die aus mehreren Hallelementen gebildet werden.

Die magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet die Drehwinkel der Magneten (des Drehwinkel-Erfassungsmagneten, des Referenzsignal-Erfassungsmagneten) durch die Verwendung der magnetischen Sensoren (Hall ICs), bei denen die Erfassungsrichtungen zu der Axialrichtung der Lenkwelle ausgerichtet sind, und berechnet den Lenkwinkel anhand dieser Drehwinkel. Hierbei kann, auch wenn ein äußerer Magnet in der Umgebung der Säulenabdeckung angeordnet wird, ein Einfluss eines Magnetfelds von dem äußeren Magneten verringert werden, wodurch es ermöglicht wird, den Lenkwinkel mit hoher Genauigkeit zu berechnen.

Darüber hinaus kann, weil es nicht erforderlich ist, eine Abschirmung zum Abschirmen der Vorrichtung von dem Magnetfeld durch den äußeren Magneten vorzusehen, die Gestaltung der Vorrichtung vereinfacht werden, und es kann eine Kostenverringerung derselben erreicht werden.

1 ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Gestaltung eines herkömmlichen magnetischen Lenkwinkel-Sensors.
2 ist eine Seitenansicht zur Darstellung eines Zustands in der Umgebung einer Lenkung, bei der eine magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
3 ist eine seitliche Ansicht zur Darstellung einer Gestaltung eines magnetischen Lenkwinkel-Sensors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Draufsicht zur Darstellung der Gestaltung des magnetischen Lenkwinkel-Sensors gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine erläuternde Darstellung zur Darstellung einer Positionsbeziehung zwischen einem Magneten und einem Hall IC.
6A und 6B sind erläuternde Ansichten zur Darstellung der Magnetisierungsrichtungen von Magneten: 6A zeigt eine Magnetisierung in Durchmesserrichtung; und 6B zeigt eine ebene Magnetisierung.
7 ist eine Erscheinungsansicht eines Hall IC.
8 ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Richtung (einer Erfassungsrichtung), bei der das Hall IC ein Magnetfeld erfasst, und eine Richtung, in der das Hall IC das Magnetfeld nicht erfasst.
9(a) ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem herkömmlichen AMR und einem Magnetfeld, das von dem Magneten ausgegeben wird, und 9(b) ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Beziehung zwischen dem Hall IC und dem Magnetfeld, das von dem Magneten ausgegeben wird.
10 ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung eines Einflusses von äußeren Magneten.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Lenkabschnitts, an dem eine magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist. 3 zeigt eine erläuternde Ansicht zur Darstellung von Einzelheiten des Abschnitts der Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 12, die in 2 gezeigt ist. 4 zeigt eine Draufsicht der Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 12.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist diese Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 12 um die Lenkwelle 8 und unterhalb des Spiralkabels 13 in der Säulenabdeckung 11 eines Fahrzeugs angeordnet.
Darüber hinaus weist, wie in 4 gezeigt ist, die Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 12 ein erstes Zahnrad 1, das koaxial mit der Lenkwelle vorgesehen ist, ein zweites Zahnrad 2, dessen Zähnezahl geringer ist als diejenige des ersten Zahnrads 1, wobei das zweite Zahnrad 2 mit dem ersten Zahnrad 1 kämmt, und ein drittes Zahnrad 3 auf, dessen Zähnezahl geringer ist als diejenige des ersten Zahnrads 1 und größer als diejenige des zweiten Zahnrads 2, wobei das dritte Zahnrad 3 mit dem ersten Zahnrad 1 kämmt.
Hierbei werden, wenn das in 2 gezeigte Lenkgrad drehend betätigt wird, die Lenkwelle 8 und das erste Zahnrad 1 von dieser Betätigung begleitet drehend angetrieben. Darüber hinaus werden das zweite und dritte Zahnrad 2 und 3, die mit dem ersten Zahnrad 1 kämmen, drehend angetrieben.
Der Drehwinkel-Erfassungsmagnet 4 mit einer zweipoligen Magnetisierung ist an die Drehwelle des zweiten Zahnrads 2 angebracht. Das Hall IC (ein magnetischer Sensor) 6 zum Erfassen einer Veränderung eines Magnetfelds ist an einer festen Seite (einer Säulenseite) entgegengesetzt zu dem Drehwinkel-Erfassungsmagneten 4 angeordnet. Wenn sich das zweite Zahnrad 2 und der Drehwinkel-Erfassungsmagnet 4 drehen, um das Magnetfeld zu verändern, wird diese Veränderung des Magnetfelds durch das Hall IC 6 erfasst.
Darüber hinaus ist der Referenzsignal-Erfassungsmagnet 5 mit einer zweipoligen Magnetisierung an die Drehwelle des dritten Zahnrads 3 angebracht, und das Hall IC (ein magnetischer Sensor) 7 zum Erfassen einer Veränderung des Magnetfelds ist an einer festen Seite (der Säulenseite) entgegengesetzt zu dem Referenz-Erfassungsmagnet 5 angeordnet. Wenn das dritte Zahnrad 3 und der Referenz-Erfassungsmagnet 5 sich drehen, um das Magnetfeld zu verändern, wird diese Änderung des Magnetfelds durch das Hall IC 7 erfasst.
Ferner werden erfasste Daten der jeweiligen Hall ICs 6 und 7 zu dem Winkelberechnungs-Verarbeitungsmicrocomputer 9 zugeführt, wo ein Lenkwinkel berechnet wird.
Zusätzlich sind die Anzahlen der Zähne der jeweiligen Zahnräder 1, 2 und 3 derart eingestellt, dass der Drehwinkel des ersten Zahnrads 1, wenn das zweite Zahnrad 2 eine Drehung macht, und der Drehwinkel des Zahnrads 1, wenn das dritte Zahnrad 3 eine Drehung macht, voneinander unterschiedlich sind. Beispielsweise ist das zweite Zahnrad 2 derart eingestellt, dass es eine Drehung (eine Drehung um 360°) macht, wenn sich das erste Zahnrad 1 um 64° dreht, und das dritte Zahnrad 3 ist derart eingestellt, dass es eine Drehung (eine Drehung um 360°) macht, wenn sich das erste Zahnrad um 180° dreht.
Darüber hinaus macht, wenn der Gesamt-Lenkwinkel des Lenkrads 10 bei beispielsweise ± 1080° liegt, das zweite Zahnrad 2 etwa 34 Umdrehungen. Das dritte Zahnrad 3 ist derart eingestellt, dass dessen Winkel sich für jede der 34 Umdrehungen unterscheidet. Somit kann, wenn die Drehwelle des zweiten und dritten Zahnrads 2 und 3 erfasst werden, ein absoluter Lenkwinkel des Lenkrads 10 berechnet werden.
5 ist eine erläuternde Darstellung zum Zeigen einer Positionsbeziehung zwischen dem Drehwinkel 4 und dem Hall IC 6, und einer Positionsbeziehung zwischen dem Referenz-Erfassungsmagnet 5 und dem Hall IC 7. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist jeder der Magneten 4 und 5 an einer Position entgegengesetzt zu jedem der Hall ICs 6 und 7 angeordnet, die an der Platte 14 angebracht sind. Die Veränderungen der Magnetfelder, die durch die Drehungen der Magneten 4 und 5 erzeugt werden, werden durch die Hall ICs 6 und 7 erfasst, und somit werden die Drehwinkel der Magneten 4 und 5, das heißt die Drehwinkel des zweiten und dritten Zahnrads 2 und 3 berechnet.
In diesem Fall sind die Hall ICs 6 und 7 derart eingestellt, dass Verpackungen oder deren Erfassungsrichtungen senkrecht zu den Oberflächen der Dichtungen der Hall ICs 6 und 7 sind, das heißt der normalen Richtungen der Dichtungsoberflächen. Die Hall ICs 6 und 7 erfassen magnetische Komponenten in der Normalenrichtung unter den Magnetfeldern, die von dem Magnet 4 und 5 mit zweipoliger Magnetisierung ausgegeben werden, so dass sie die Drehwinkel der Magneten 4 und 5 erfassen. Die Magnetisierungsrichtungen dieser Magneten sind so, wie sie in 6A und 6B gezeigt sind. Insbesondere zeigt 6A den Fall einer Magnetisierung in Durchmesserrichtung und 6B zeigt eine ebene Magnetisierung. Ein jedes Hall ICs 6 und 7 ist derart angeordnet, dass dessen Erfassungsrichtung derart eingestellt ist, dass sie im wesentlichen eine einzige Richtung ist, und die Erfassungsrichtung ist derart vorgesehen, dass sie im wesentlichen mit der Axialrichtung der Lenkwelle 8 zusammenfällt.
Insbesondere weist jedes der Hall ICs 6 und 7 eine Verpackung oder Dichtung, wie in 7 gezeigt, auf, und ist derart gestaltet, dass die mehreren Hallelemente b in einer Reihe, wie gezeigt in 8, angeordnet sind. Ein jedes der Hall ICs s 6 und 7 erfasst ein Magnetfeld in der Richtung (der Richtung des Pfeiles Y1 in der Zeichnung) senkrecht zu deren Dichtungsoberfläche, und erfasst nicht ein Magnetfeld in einer Richtung (die Richtung des Pfeiles Y2 in der Zeichnung) parallel zu der Dichtungsoberfläche.
9(b) ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch einen Zustand in dem oben genannten Fall zeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, weist die magnetische Kraftlinie, welche den S- und den N-Pol eines jeden der Magneten 4 und 5 verbindet, in etwa eine U-Form auf. Ein Abstand zwischen jedem der Hall ICs 6 und 7 und jedem der Magneten 4 und 5 ist derart eingestellt, dass eine Komponente (die nachfolgend als eine Z-Achsen-Richtungskomponente bezeichnet wird) senkrecht zu der Oberfläche eines jeden der Hall ICs 6 und 7 in der magnetischen Kraftlinie ein jedes der Hall ICs 6 und 7 schneidet.
Es ist anzumerken, dass 9(a) eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Anordnungsbeziehung zwischen jedem der Magneten 4 und 5 und dem anisotropischen magnetoresistiven (AMR) Element in dem Fall der Verwendung des gleichen Elements ist, das bei dem herkömmlichen Beispiel verwendet wird. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, erfasst das herkömmliche anisotropische magnetoresistive Element eine Komponente eines Magnetfelds in einer Richtung parallel zu der Dichtung des Elements. Folglich ist das herkömmliche Element an einer Position etwas von dem Magneten getrennt, verglichen mit dem in 9(b) gezeigten Fall angeordnet. Darüber hinaus stellt der Pfeil Y3 in 9 ein äußeres Magnetfeld dar. Es ist zu verstehen, dass, wenn ein Magnetfeld in der Richtung des Pfeils Y3 von außen aufgebracht wird, das in 9(a) gezeigte AMR durch dieses Magnetfeld beeinflusst wird, während jedes der Hall ICs 6 und 7 durch das Magnetfeld nicht beeinflusst werden.
Nachfolgend wird die Betriebsweise der Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung durch diese Ausführungsform erläutert. Wenn eine Bedienperson das Lenkrad 10, das in 2 gezeigt ist, in Drehrichtung betätigt, dreht sich die Lenkwelle 8, und das erste Zahnrad 1, das damit gekoppelt ist, dreht sich.
Dann drehen sich, wie in 3 und 4 gezeigt ist, das zweite und dritte Zahnrad 2 und 3, die mit dem ersten Zahnrad 1 kämmen. In diesem Fall dreht sich, weil das zweite Zahnrad 2 derart eingestellt ist, dass es kleiner im Durchmesser als das dritte Zahnrad 3 ist, das zweite Zahnrad 2 schneller als das dritte Zahnrad 3.
Wenn der Drehwinkel-Erfassungsmagnet 4, der an das zweite Zahnrad 2 angebracht ist, sich dreht, erfasst das Hall IC 6 die Z-Achsen-Richtungskomponente des von dem Drehwinkel-Erfassungsmagnet 4 ausgegebenen Magnetfelds, und basierend auf einem Ergebnis dieser Erfassung wird der Drehwinkel des zweiten Zahnrads 2 berechnet.
Auf ähnliche Weise wie oben beschrieben erfasst, wenn der Referenz-Erfassungsmagnet 5, der an das dritte Zahnrad 3 angeordnet ist, sich dreht, das Hall IC 7 die Z-Achsen-Richtungskomponenten des Magnetfelds, das von dem Referenzsignal-Erfassungsmagneten ausgegeben wird, und basierend auf dem Ergebnis dieser Erfassung wird der Drehwinkel des dritten Zahnrads 3 berechnet.
Nachfolgend wird der absolute Lenkwinkel des Lenkrads 10 basierend auf den Drehwinkeln des zweiten und dritten Zahnrads 2 und 3 berechnet.
Auf diese Weise werden die Drehwinkel des zweiten und dritten Zahnrads 2 und 3 erfasst, und es wird ermöglicht, den absoluten Lenkwinkel basierend auf den Ergebnissen dieser Erfassungen zu berechnen.
In diesem Fall sind die zwei Hall ICs 6 und 7 derart gestaltet, dass sie Magnetfelder (die Z-Achsen-Richtungskomponenten) in der Richtung senkrecht zu den Dichtungen der Hall ICs 6 und 7 erfassen, und deshalb erfassen die Hall ICs 6 und 7 die Magnetfelder, die zu der Axialrichtung der Lenkwelle 8 gerichtet sind. Hierbei werden die Hall ICs 6 und 7 kaum durch das äußere Magnetfeld beeinflusst. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Wie oben beschrieben, erfassen die Hall IC s 6 und 7 die Magnetfelder in der Richtung senkrecht zu deren Dichtungen. Demzufolge erfassen die Hall IC s 6 und 7 nicht Magnetfeldkomponenten durch Magnete, die an den Positionen der Referenznummern 21, 22 und 23 gemäß 10 angeordnet sind, erfassen jedoch eine Magnetfeldkomponente durch einen Magneten, der an der Position der Referenznummer 24 angeordnet ist.
Hierbei ist der Magnet, der an der Position der Referenznummer 24 angeordnet ist, umfangreich von der Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung 12 beabstandet, die in der Säulenabdeckung 11 angeordnet ist, und zwar infolge der Anwesenheit des Lenkrades 10. Demzufolge erreicht das von dem Magneten 24 ausgegebene Magnetfeld nicht die Stellen, wo die Hall IC s 6 und 7 angeordnet sind. Hierbei sind, auch wenn ein Magnet an der Position der Referenznummer 24 angeordnet ist, die Hall IC s 6 und 7 nicht durch ein von diesen Magneten ausgesandtes Magnetfeld beeinflusst. Folglich kann vermieden werden, dass die Hall IC s 6 und 7 durch einen äußeren Magneten beeinflusst werden.
Auf diese Weise werden in der magnetischen Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform die Hall IC s 6 und 7 verwendet, um den Drehwinkel des Drehwinkel-Erfassungsmagnet 4 zu erfassen, der an das zweite Zahnrad 2 angebracht ist, sowie den Drehwinkel-Erfassungsmagnet des Referenz-Erfassungsmagnets, der an das dritte Zahnrad 3 angebracht ist. Darüber hinaus sind die Hall IC s 6 und 7 derart angeordnet, dass die normale Richtung (die Richtung senkrecht zu den Dichtungen) der Dichtungsoberflächen derselben so ausgeführt sind, dass sie im wesentlichen mit der Axialrichtung der Lenkwelle 8 zusammenfallen. Demzufolge kann, auch wenn der äußere Magnet in der Umgebung der Lenkwelle 8 angeordnet ist, der Einfluss des von dem äußeren Magneten ausgegebenen Magnetfelds verhindert werden, und die Erfassungsgenauigkeit des Lenkwinkels kann verbessert werden.
Zusätzlich kann, weil es nicht erforderlich, eine Abschirmung zum Vermeiden der Beeinflussung von dem äußeren Magneten vorzusehen, die Vorrichtung verkleinert und hinsichtlich der Kosten verringert werden.
Wie oben genannt, wurde die magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung anhand der dargestellten Ausführungsform beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform beschränkt, und die jeweiligen Einheiten der Gestaltung können durch solche ersetzt werden, die ähnliche Funktionen aufweisen und in beliebiger Weise gestaltet sind.
Beispielsweise ist die Erfindung nicht auf diese Gestaltung beschränkt, wenngleich die vorangehende Ausführungsform so gestaltet ist, dass das zweite und dritte Zahnrad 2 und 3 die mit dem ersten Zahnrad 1 kämmen, verwendet werden, und der Drehwinkel der Lenkwelle 8 erfasst wird, indem die Drehwelle des zweiten und dritten Zahnrads 2 und 3 erfasst werden.

Claims

Magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung, mit: einem Magneten (4, 5), der sich gleichzeitig mit einer Lenkwelle (8) dreht, die an einem Fahrzeug angebracht ist; und einem magnetischen Sensor (6, 7), der an der Seite einer Säule angebracht ist, wobei der magnetische Sensor (6, 7) derart gestaltet ist, dass er einen Drehwinkel der Lenkwelle (8) erfasst, indem eine Veränderung eines Magnetfelds erfasst wird, das von dem Magneten (4, 5) ausgesandt wird, wobei der Magnet (4, 5) den S- und N-Pol an einer Ebene angeordnet aufweist, deren Normalenlinie sich in einer im wesentlichen axialen Richtung der Lenkwelle (8) befindet; und der magnetische Sensor (6, 7) derart angeordnet ist, dass dessen Erfassungsrichtung derart eingestellt ist, dass sie im wesentlichen eine einzige Richtung ist, und für die Erfassungsrichtung veranlasst wird, dass sie im wesentlichen mit der axialen Richtung der Lenkwelle zusammenfällt.
Magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung, mit: einem ersten Zahnrad (1), das sich gleichzeitig mit einer Lenkwelle (8) dreht, die an einem Fahrzeug angebracht ist; einem zweiten Zahnrad (2), das sich gleichzeitig mit dem ersten Zahnrad (1) bei einer Geschwindigkeit dreht, die größer ist als die Geschwindigkeit des ersten Zahnrads (1); einem dritten Zahnrad (3), das sich gleichzeitig mit dem ersten Zahnrad (1) bei einer Geschwindigkeit dreht, die geringer ist als die Geschwindigkeit des zweiten Zahnrads (2); Magneten (4, 5), die sich gleichzeitig mit dem zweiten Zahnrad (2) bzw. dritten Zahnrad (3) drehen; magnetischen Sensoren (6, 7), die an Säulenseiten und in Umgebungen der Magneten (4, 5) des zweiten (2) bzw. dritten Zahnrads (3) vorgesehen sind, wobei die magnetischen Sensoren (6, 7) derart gestaltet sind, dass sie Veränderungen von Magnetfeldern von den Magneten (4, 5) des zweiten (2) und dritten Zahnrads (3) erfassen; und einer Berechnungseinheit, die derart gestaltet ist, dass sie einen Drehwinkel der Lenkwelle (8) berechnet, indem Drehwinkel des zweiten (2) und dritten Zahnrads (3) basierend auf Erfassungssignalen von den magnetischen Sensoren (6, 7) erfasst werden, wobei jeder der Magneten (4, 5), der an dem zweiten (2) und dem dritten Zahnrad (3) vorgesehen ist, den S- und N-Pol an einer Ebene angeordnet aufweist, deren Normale sich in einer im wesentlichen axialen Richtung der Lenkwelle befindet; und jeder der magnetischen Sensoren (6, 7) derart angeordnet ist, dass eine Erfassungsrichtung derart eingestellt ist, dass sie im wesentlichen eine einzige Richtung ist, und für die Erfassungsrichtung veranlasst wird, dass sie im wesentlichen mit der axialen Richtung der Lenkwelle (8) zusammenfällt.
Magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der magnetische Sensor (6, 7) an einer Stelle vorgesehen ist, an der eine Komponente des Magnetfelds von dem Magneten (4, 5) in der Axialrichtung der Lenkwelle (8) erfassbar ist.
Magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die magnetischen Sensoren (6, 7) an Positionen vorgesehen sind, an denen Komponenten der Magnetfelder von den Magneten (4, 5) in der Axialrichtung der Lenkwelle (8) erfassbar sind.
Magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der magnetische Sensor ein Hall IC (6) ist, das aus mehreren Hallelementen gebildet wird.
Magnetische Lenkwinkel-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die magnetischen Sensoren Hall ICs sind, von denen jedes durch mehrere Hallelemente gebildet wird.