JP2021012046A - 操舵量検出装置 - Google Patents

操舵量検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021012046A
JP2021012046A JP2019124906A JP2019124906A JP2021012046A JP 2021012046 A JP2021012046 A JP 2021012046A JP 2019124906 A JP2019124906 A JP 2019124906A JP 2019124906 A JP2019124906 A JP 2019124906A JP 2021012046 A JP2021012046 A JP 2021012046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic sensor
incremental
vernier
magnetic
pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019124906A
Other languages
English (en)
Inventor
木村 誠
Makoto Kimura
誠 木村
横田 忠治
Tadaharu Yokota
忠治 横田
高太郎 椎野
Kotaro Shiino
高太郎 椎野
礒部 敦
Atsushi Isobe
敦 礒部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2019124906A priority Critical patent/JP2021012046A/ja
Priority to PCT/JP2020/022490 priority patent/WO2021002149A1/ja
Publication of JP2021012046A publication Critical patent/JP2021012046A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

【課題】磁気検出素子の出力信号に異常が発生した場合でも、異常が発生した磁気検出素子を特定し、異常検知後も位置検出ができる操舵量検出装置を提供する。【解決手段】操舵軸の長手方向において、第1N極、第1S極、第2N極、第2S極、第3N極、第3S極の順にN極とS極が交互に配置されている磁気スケールと、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、および第4磁気センサを含み、操舵軸の長手方向において、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、第4磁気センサの順に配置されており、操舵軸の移動に伴い磁気スケールが磁気センサ部の前を通過するとき、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない磁気センサ部とを有する。【選択図】図1

Description

本発明は、操舵量検出装置に関する。
特許文献1には、N極とS極が等間隔に着磁された磁気スケールと磁気スケールから発生している磁束を検出するための磁気センサが2個設けてある直線移動の位置検出装置としてのリニアエンコーダの技術が開示されている。
特開平9−264761号公報
しかしながら、特許文献1に記載のリニアエンコーダの技術を自動車の操舵量検出装置に適用する場合、磁気センサの出力信号の異常を検知するために、磁気センサを4個使用して、2重系にすることが一般的であるが、磁気センサの出力信号の1つが異常になった場合に、異常は検知できるがどちらの系の磁気センサが異常を発生したかの判断が難しく、異常検知後の位置検出ができないという問題があった。
本発明の目的の一つは、磁気センサの出力信号に異常が発生した場合でも、異常が発生した磁気センサを特定し、異常検知後も精度の良い位置検出ができる操舵量検出装置を提供することにある。
本発明の一実施形態における操舵量検出装置は、磁気スケール搭載部に設けられた磁気スケールであって、操舵軸の長手方向において、第1N極、第1S極、第2N極、第2S極、第3N極、第3S極の順にN極とS極が交互に配置されている磁気スケールと、磁気スケールに対向するようにセンサ収容空間に設けられた磁気センサ部であって、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、および第4磁気センサを含み、操舵軸の長手方向において、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、第4磁気センサの順に配置されており、操舵軸の移動に伴い磁気スケールが磁気センサ部の前を通過するとき、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、第4磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない磁気センサ部とを有することを特徴とする。
よって、本発明の操舵量検出装置にあっては、異常が発生した磁気センサを特定できるので、異常検知後も精度の良い位置検出が継続できる。
実施形態1の操舵装置の全体構成図である。 実施形態1の操舵量検出装置付近の断面図である。 (a)は、実施形態1の操舵量検出装置のインクリメンタル磁気スケールとインクリメンタル磁気センサ部の一部拡大断面図であり、(b)は、実施形態1の操舵量検出装置のバーニア磁気スケールとバーニア磁気センサ部の一部拡大断面図である。 実施形態1の磁気センサ部の出力信号の変化を示すグラフである。 実施形態1の操舵量検出用制御装置のブロック図である。 実施形態1の4個の磁気センサ信号間の角度を説明する図である。 実施形態1の制御装置の操舵量検出制御処理の第1フローチャートである。 実施形態1の制御装置の操舵量検出制御処理の第2フローチャートである。 (a)は、実施形態2の操舵量検出装置のインクリメンタル磁気スケールとインクリメンタル磁気センサ部の一部拡大断面図であり、(b)は、実施形態2の操舵量検出装置のバーニア磁気スケールとバーニア磁気センサ部の一部拡大断面図である。 (a)は、実施形態3の操舵量検出装置の磁気トラック付近の断面図、(b)は、実施形態3の操舵量検出装置の磁気トラック付近の平面図である。 (a)は、実施形態4の操舵量検出装置の磁気トラック付近の断面図、(b)は、実施形態4の操舵量検出装置の磁気トラック付近の平面図である。
〔実施形態1〕
図1は、実施形態1の操舵装置の全体構成図である。
(操舵装置の全体構成)
実施形態1の操舵装置1について説明する。
操舵装置1は、ステアリングホイール2とステアリングホイール2に接続された入力軸3と、入力軸3に接続されたピニオンギヤ4と、ハウジング8内に収容され、ピニオンギヤ4と噛合うラックギヤ5cを有する棒形状のラックバー(操舵軸)5と、ラックバー5の両端部に接続された一対のタイロッド6と、一対のタイロッド6にそれぞれ接続された一対の操舵輪7と、操舵力を補助する電動モータ16を有している。
ハウジング8は、ハウジング本体部8aと、ラックバー収容部空間(操舵軸収容空間)8bと、後述するセンサ収容空間8cを備えている。
ハウジング本体部8aは筒形状を有し、ラックバー収容部空間8bおよびセンサ収容空間8cはハウジング本体部8aの内側に形成されている。
ラックバー収容部空間8bに設けられたラックバー5は、棒形状のラックバー本体部(操舵軸本体部)5aと磁気スケール搭載部5b、ラックギヤ5cを備え、ラックバー収容部空間8b内でラックバー5の長手方向に対し直角な断面において、ラックバー5の中心を通りラックバー5の長手方向と平行な軸線である基準軸線P方向に移動することで、一対の操舵輪7を操舵可能としている。
磁気スケール搭載部5bは、ラックギヤ5cが設けられた外周とは逆側の外周に、ラックバー5の長手方向の基準軸線Pに対し平行な平面形状を有するように設けられている。
これにより、磁気スケール搭載部5bが平面形状を有することで、インクリメンタル磁気スケール(磁気スケール)9aとバーニア磁気スケール(磁気スケール)9bの搭載性を向上することができる。
磁気スケール搭載部5bには、2つのインクリメンタル磁気スケール9aとバーニア磁気スケール9bが、ラックバー5の長手方向の基準軸線P方向に対し平行に設けられている。
本明細書では、分かりやすくするため、インクリメンタル磁気スケール9aにおいて、センサ方向に磁力線が湧き出す領域をN極、センサ方向から磁力線が吸い込まれる領域をS極とし、センサ方向への磁力線の湧き出しや吸い込みが弱い領域を非磁化領域9aaとする。

インクリメンタル磁気スケール9aは、ラックバー5の長手方向の基準軸線P方向において、磁化領域であるインクリメンタル第1N極(第1N極)9a1、インクリメンタル第1S極(第1S極)9a2、インクリメンタル第2N極(第2N極)9a3、インクリメンタル第2S極(第2S極)9a4、インクリメンタル第3N極(第3N極)9a5、インクリメンタル第3S極(第3S極)9a6、インクリメンタル第4N極9a7、インクリメンタル第4S極9a8の順にN極とS極が交互にインクリメンタル第6N極9a11まで配置されている。
バーニア磁気スケール9bも同様に、ラックバー5の長手方向の基準軸線P方向において、磁化領域であるバーニア第1N極(第1N極)9b1、バーニア第1S極(第1S極)9b2、バーニア第2N極(第2N極)9b3、バーニア第2S極(第2S極)9b4、バーニア第3N極(第3N極)9b5、バーニア第3S極(第3S極)9b6、バーニア第4N極9b7、バーニア第4S極9b8の順にN極とS極が交互にバーニア第5S極9b10まで配置されている。
図2は、実施形態1の操舵量検出装置付近の断面図であり、図3(a)は、実施形態1の操舵量検出装置のインクリメンタル磁気スケールとインクリメンタル磁気センサ部の一部拡大断面図であり、図3(b)は、実施形態1の操舵量検出装置のバーニア磁気スケールとバーニア磁気センサ部の一部拡大断面図であり、図4は、実施形態1の磁気センサ部の出力信号の変化を示すグラフである。
(操舵量検出装置の構成)
実施形態1の操舵量検出装置100について説明する。
インクリメンタル磁気スケール9a側の操舵量検出装置100は、インクリメンタル磁気センサ部(磁気センサ部)10を備えている。
インクリメンタル磁気センサ部10は、磁気スケール搭載部5bに設けられたインクリメンタル磁気スケール9aとの間に距離α離間して、センサ収容空間8cに配置された基板17aにインクリメンタル磁気スケール9aに対向して設けられたインクリメンタル第1磁気センサ(第1磁気センサ)10a、インクリメンタル第2磁気センサ(第2磁気センサ)10b、インクリメンタル第3磁気センサ(第3磁気センサ)10c、インクリメンタル第4磁気センサ(第4磁気センサ)10dから構成されている。
これにより、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dのうち1つに異常が発生した場合においても、その他の3種類の位相を検出する磁気センサが残るので、精度の良い操舵量検出の継続が可能となる。
なお、インクリメンタル磁気スケール9aのインクリメンタル第1N極(第1N極)9a1、インクリメンタル第1S極(第1S極)9a2、インクリメンタル第2N極(第2N極)9a3、インクリメンタル第2S極(第2S極)9a4、インクリメンタル第3N極(第3N極)9a5、インクリメンタル第3S極(第3S極)9a6、インクリメンタル第4N極9a7、インクリメンタル第4S極9a8の順にN極とS極が交互にインクリメンタル第6N極9a11まで配置されているそれぞれのN極とS極の間には非磁性材料で形成された非磁化領域9aaが配置されている。
これにより、N極とS極の間には非磁性材料で形成された非磁化領域9aaを配置しているので、インクリメンタル磁気センサ部10のインクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dが周期的に正弦波を出力する場合に、インクリメンタル第1N極9a1、インクリメンタル第1S極9a2とが隣接している場合に比べ正弦波が正確に出力されるようになり、操舵量検出精度を向上させることができる。
さらに、インクリメンタル磁気スケール9aとラックバー5の磁気スケール搭載部5bとの間にも、非磁性材料で形成された非磁性層12が配置されている。
これにより、インクリメンタル磁気スケール9aが、磁性材料で形成されたラックバー5と直接接触しないので、インクリメンタル磁気スケール9aの磁界によりラックバー5が磁化されにくくなる。その結果、インクリメンタル磁気センサ部10がインクリメンタル磁気スケール9aの情報を読み取る際、ラックバー5から受ける磁気特性の影響を抑制することができる。
また、非磁性層12の外縁は、インクリメンタル磁気スケール9aの外縁を包囲するように形成されている。
これにより、非磁性層12がインクリメンタル磁気スケール9aの全範囲を包囲するように形成されているので、インクリメンタル磁気スケール9aの全範囲において、磁性材料で形成されたラックバー5がインクリメンタル磁気スケール9aの磁界による磁化の影響を受けるのを抑制することができる。
なお、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dの順に、ラックバー5の長手方向の基準軸線P方向に配置されている。
また、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cは、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置され、インクリメンタル第4磁気センサ10dは、インクリメンタル第3磁気センサ10cと4分の1周期(90°)ずれた位相を検出するように配置されている。
すなわち、図4に示すように、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dがそれぞれ同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ2分の1周期(180°)ずれた位相からも一致しない。
これにより、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cが1周期の間にバランスよく配置されているので、高精度な操舵量検出が可能となる。
また、図3に示すように、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dは、インクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号が1周期分出力されるときのラック軸5の移動量に相当する長さである1ピッチLP1の範囲内に収まるように配置されている。
なお、1ピッチLP1は、例えば4.0mmである。
これにより、インクリメンタル磁気センサ部10の大型化を抑制することができる。
バーニア磁気スケール9b側の操舵量検出装置100は、バーニア磁気センサ部(磁気センサ部)11を備えている。
バーニア磁気センサ部11は、磁気スケール搭載部5bに設けられたバーニア磁気スケール9bとの間に距離α離間して、センサ収容空間8cに配置された基板17bにバーニア磁気スケール9bに対向して設けられたバーニア第1磁気センサ(第1磁気センサ)11a、バーニア第2磁気センサ(第2磁気センサ)11b、バーニア第3磁気センサ(第3磁気センサ)11c、バーニア第4磁気センサ(第4磁気センサ)11dから構成されている。
なお、基板17bは、基板17aと一体であってもよいし、別体であってもよい。
これにより、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dのうち1つに異常が発生した場合においても、その他の3種類の位相を検出する磁気センサが残るので、精度の良い操舵量検出の継続が可能となる。
なお、バーニア磁気スケール9bのバーニアル第1N極(第1N極)9b1、バーニア第1S極(第1S極)9b2、バーニアル第2N極(第2N極)9b3、バーニア第2S極(第2S極)9b4、バーニア第3N極(第3N極)9b5、バーニア第3S極(第3S極)9b6、バーニア第4N極9b7、バーニア第4S極9b8の順にN極とS極が交互にバーニア第5S極9b10まで配置されているそれぞれのN極とS極の間には非磁性材料で形成された非磁化領域9bbが配置されている。
これにより、N極とS極の間には非磁性材料で形成された非磁化領域9bbを配置しているので、バーニア磁気センサ部11のバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dが周期的に正弦波を出力する場合に、バーニア第1N極9b1、バーニア第1S極9b2とが隣接している場合に比べ正弦波が正確に出力されるようになり、操舵量検出精度を向上させることができる。
さらに、インクリメンタル磁気スケール9aと同様に、バーニア磁気スケール9bとラックバー5の磁気スケール搭載部5bとの間にも、非磁性材料で形成された非磁性層12が配置されている。
これにより、バーニア磁気スケール9bが、磁性材料で形成されたラックバー5と直接接触しないので、バーニア磁気スケール9bの磁界によりラックバー5が磁化されにくくなる。その結果、バーニア磁気センサ部11がバーニア磁気スケール9bの情報を読み取る際、ラックバー5から受ける磁気特性の影響を抑制することができる。
また、非磁性層12の外縁は、バーニア磁気スケール9bの外縁を包囲するように形成されている。
これにより、非磁性層12がバーニア磁気スケール9bの全範囲を包囲するように形成されているので、バーニアル磁気スケール9bの全範囲において、磁性材料で形成されたラックバー5がバーニア磁気スケール9bの磁界による磁化の影響を受けるのを抑制することができる。
なお、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dの順に、ラックバー5の長手方向の基準軸線P方向に配置されている。
また、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11cは、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置され、バーニア第4磁気センサ11dは、バーニア第3磁気センサ11cと4分の1周期(90°)ずれた位相を検出するように配置されている。
すなわち、図示はしないが、図4と同様に、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dがそれぞれ同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ2分の1周期(180°)ずれた位相からも一致しない。
これにより、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11cが1周期の間にバランスよく配置されているので、高精度な操舵量検出が可能となる。
また、図3に示すように、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dは、バーニア第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときのラック軸5の移動量に相当する長さである1ピッチLP2の範囲内に収まるように配置されている。
なお、1ピッチLP2は、例えば4.08mmである。
これにより、バーニア磁気センサ部11の大型化を抑制することができる。
このように、インクリメンタル磁気スケール9aとインクリメンタル磁気センサ部10、および、バーニア磁気スケール9bとバーニア磁気センサ部11とを設けるようにしたので、2つのインクリメンタル磁気センサ部10またはバーニア磁気センサ部11のうち、一方の磁気センサ部の中の磁気センサのうち1つの出力信号が異常となった場合においても、他方の磁気センサ部の出力信号に基づき、精度の良い操舵量検出の継続が可能となる。
なお、インクリメンタル磁気スケール9a、インクリメンタル磁気センサ部10、または、バーニア磁気スケール9b、バーニア磁気センサ部11の一方のみを設けてもよい。
図5は、実施形態1の操舵量検出用制御装置のブロック図である。
(制御装置の構成)
制御装置C/Uは、インクリメンタル磁気センサ部10のインクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dからの出力信号S1−S4が入力され、ラックバー5の位置情報を生成する第1ラックバー位置情報生成部13と、バーニア磁気センサ部11のバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dからの出力信号S11−S14が入力され、ラックバー5の位置情報を生成する第2ラックバー位置情報生成部14と、第1ラックバー位置情報生成部13または第2ラックバー位置情報生成部14のラックバー5の位置情報に基づき、操舵力を補助する電動モータ16を制御する操舵制御部15を備えている。
さらに、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dからの出力信号S1−S4は、第2ラックバー位置情報生成部14にも入力され、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dからの出力信号S11−S14は、第1ラックバー位置情報生成部13にも入力されている。
なお、第1ラックバー位置情報生成部13は、少なくともインクリメンタル磁気センサ部10のインクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S1−S3により、また、第2ラックバー位置情報生成部14は、少なくともバーニア磁気センサ部11のバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11cの出力信号S11−S13により、ラックバー5の位置情報を生成するようにしている。
これにより、インクリメンタル磁気センサ部10またはバーニア磁気センサ部11の3つの磁気センサの出力信号うち、一方の磁気センサ部の中の磁気センサのうち1つの出力信号に異常が発生した場合においても、他方の磁気センサ部の出力信号に基づき、精度の良い操舵量検出の継続が可能となる。
また、第1ラックバー位置情報生成部13と、第2ラックバー位置情報生成部14は、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dからの出力信号S1−S4、またはバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dからの出力信号S11−S14のうちいずれか2つが異常となったときには、制御装置C/Uに継続して電力の供給が継続している間は、第1ラックバー位置情報生成部13または第2ラックバー位置情報生成部14はインクリメンタル磁気センサ部10またはバーニア磁気センサ部11の残りの2つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続するようにしてもよい。
これにより、制御装置C/Uに継続して電力の供給が継続している間は、正常な2つの出力信号に基づき、現在のラックバー5の位置情報を逐次更新していくことで、操舵量検出を継続することができ、操舵量検出装置100の利用時間の拡大を図ることができる。
さらに、第1ラックバー位置情報生成部13と、第2ラックバー位置情報生成部14は、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dからの出力信号S1−S4、またはバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dからの出力信号S11−S14のうち少なくとも3つの出力信号に基づき、第1ラックバー位置情報生成部13と、第2ラックバー位置情報生成部14は、ラックバー5の位置情報を生成してもよく、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10d、またはバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dの出力信号S11−S14のうち、いずれか1つが異常となったときには、第1ラックバー位置情報生成部13と、第2ラックバー位置情報生成部14は、インクリメンタル磁気センサ部10またはバーニア磁気センサ部11の残りの3つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続することができる。
これにより、正常な3つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続することで、精度の良い操舵量検出の継続が可能となり、操舵量検出装置100の利用時間の拡大を図ることができる。
つぎに、例えば、インクリメンタル磁気センサ部10の位相120°のインクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cの3個の磁気センサが検出する磁束密度からの位相角および相対位置の演算方法を説明する。
インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cの検出する出力信号である磁束密度は、下式の通りとなる。
インクリメンタル第1磁気センサ10aの検出磁束密度Baは、下記式1となる。
Figure 2021012046
インクリメンタル第2磁気センサ10bの検出磁束密度Bbは、下記式2となる。
Figure 2021012046
インクリメンタル第3磁気センサ10cの検出磁束密度Bcは、下記式3となる。
Figure 2021012046
つぎに、インクリメンタル第2磁気センサ10bの磁束密度Bbとインクリメンタル第3磁気センサ10cの磁束密度の磁束密度Bcより、COSθを下記式4−6で算出する。
Figure 2021012046
Figure 2021012046
Figure 2021012046
相対位置の位相角は、下記式7により算出できる。
Figure 2021012046
操舵量としての相対位置xは、下記式8により算出できる。
Figure 2021012046
Lpitch:磁気トラックの極体ピッチ長
バーニア磁気センサ部11についても、同様に演算することができる。
つぎに、任意の2個のインクリメンタル磁気センサからの位相角および相対位置演算方法を説明する。
任意の2個のインクリメンタル磁気センサの検出する出力信号である磁束密度Bα、Bβは、下記式9、10となる。
Figure 2021012046
Figure 2021012046
上記式9、10を行列式にすると、下記式11となる。
Figure 2021012046
また、逆行列を求めると、下記式12−15となる。
Figure 2021012046
Figure 2021012046
Figure 2021012046
Figure 2021012046
相対位置の位相角は、下記式16により算出できる。
Figure 2021012046
操舵量としての相対位置xは、下記式17により算出できる。
Figure 2021012046
Lpitch:磁気トラックの極体ピッチ長
バーニア磁気センサ部11についても、同様に演算することができる。
図6は、実施形態1の4個の磁気センサ信号間の位相角度を説明する図である。
例えば、インクリメンタル磁気センサ部10のインクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1とインクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2間の角度をθ12、インクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2とインクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3間の角度をθ23、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3とインクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1間の角度をθ31、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4とインクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1間の角度をθr1、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4とインクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2間の角度をθr2、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4とインクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3間の角度をθr3と定義する。
バーニア磁気センサ部11についても、同様である。
図7は、実施形態1の制御装置の操舵量検出制御処理の第1フローチャートであり、図8は、実施形態1の制御装置の操舵量検出制御処理の第2フローチャートである。
このフローチャートは、所定の演算周期で繰り返し実行される。
なお、例えば、インクリメンタル磁気センサ部10のインクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dについて説明する。
バーニア磁気センサ部11についても、同様である。
ステップS1では、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S1、S2、S3、S4を取得する。
ステップS2では、インクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1、インクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2から、前述した式16より角度θ12を算出する。
ステップS3では、インクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3から、前述した式16より角度θ23を算出する。
ステップS4では、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3、インクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1から、前述した式16より角度θ31を算出する。
ステップS5では、インクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4から、前述した式16より角度θr1を算出する。
ステップS6では、インクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4から、前述した式16より角度θr2を算出する。
ステップS7では、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4から、前述した式16より角度θr3を算出する。
ステップS8では、θ12とθr1との差の絶対値、またはθ12とθr2との差の絶対値が所定閾値θth以上か否かを判定する。
θ12とθr1との差の絶対値およびθ12とθr2との差の絶対値が所定閾値θth以上でないときには、ステップS9へ進み、θ12とθr1との差の絶対値、またはθ12とθr2tpの差の絶対値が所定閾値θth以上であるときには、ステップS10へ進む。
ステップS9では、FLAG_S12を0にクリアし、ステップS11へ進む。
ステップS10では、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第4磁気センサ10dに異常の可能性がるので、FLAG_S12を1にセットし、ステップS11へ進む。
ステップS11では、θ23とθr2との差の絶対値およびθ23とθr3との差の絶対値が所定閾値θth以上か否かを判定する。
θ23とθr2との差の絶対値、またはθ23とθr3との差の絶対値が所定閾値θth以上でないときには、ステップS12へ進み、θ23とθr2との差の絶対値、またはθ23とθr3との差の絶対値が所定閾値θth以上であるときには、ステップS13へ進む。
ステップS12では、FLAG_S23を0にクリアし、ステップS14へ進む。
ステップS13では、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dに異常の可能性がるので、FLAG_S23を1にセットし、ステップS14へ進む。
ステップS14では、θ31とθr3との差の絶対値およびθ31とθr1との差の絶対値が所定閾値θth以上か否かを判定する。
θ31とθr3との差の絶対値およびθ31とθr1との差の絶対値が所定閾値θth以上でないときには、ステップS15へ進み、θ31とθr3との差の絶対値、またはθ31とθr1との差の絶対値が所定閾値θth以上であるときには、ステップS16へ進む。
ステップS15では、FLAG_S31を0にクリアし、ステップS17へ進む。
ステップS16では、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dに異常の可能性がるので、FLAG_S31を1にセットし、ステップS17へ進む。
ステップS17では、FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31のデータを加算して、2以上か否かを判定する。
これは、FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31の2個以上が1にセットされていないと、異常が発生したセンサが確定しないので各フラグデータを加算し、2以上のときに、異常が発生したセンサの確定処理を行い、2未満のときには各センサに異常はないと判定するためである。
FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31のデータを加算して、2以上でないときには、ステップS18へ進み、FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31のデータを加算して、2以上のときには、ステップS19へ進む。
ステップS18では、4個のインクリメンタル磁気センサ10a−10dに、異常はないと判定し、FLAG_NG_SENを0クリアし、ステップS26へ進む。
ステップS19では、FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31のデータがすべて1であるか否かを判定する。
FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31のデータがすべて1であるときには、ステップS20へ進み、FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31のデータがすべて1でないときには、ステップS21へ進む。
ステップS20では、FLAG_S12、FLAG_S23、FLAG_S31のデータがすべて1であるときには、共通する異常が発生したセンサは、インクリメンタル第4磁気センサ10dと確定できるので、異常が発生したセンサを確定するFLAG_NG_SEN=10dをセットし、ステップS26へ進む。
ステップS21では、FLAG_S12のデータが0か否かを判定する。
FLAG_S12のデータが0でないときには、ステップS22へ進み、FLAG_S12のデータが0であるときには、ステップS23へ進む。
ステップS22では、FLAG_S12のデータが0の場合、FLAG_S23、FLAG_S31のデータは1であり、共通する異常が発生したセンサは、インクリメンタル第3磁気センサ10cと確定できるので、異常が発生したセンサを確定するFLAG_NG_SEN=10cをセットし、ステップS26へ進む。
ステップS23では、FLAG_S31のデータが0か否かを判定する。
FLAG_S31のデータが0でないときには、ステップS24へ進み、FLAG_S31のデータが0であるときには、ステップS25へ進む。
ステップS24では、FLAG_S31のデータが0の場合、FLAG_S12、FLAG_S23のデータは1であり、共通するセンサで異常が発生したセンサは、インクリメンタル第2磁気センサ10bと確定できるので、異常が発生したセンサを確定するFLAG_NG_SEN=10bをセットし、ステップS26へ進む。
ステップS25では、FLAG_S23のデータが0の場合、FLAG_S12、FLAG_S31のデータは1であり、共通するセンサで異常が発生したセンサは、インクリメンタル第1磁気センサ10aと確定できるので、異常が発生したセンサを確定するFLAG_NG_SEN=10aをセットし、ステップS26へ進む。
ステップS26では、FLAG_NG_SENのデータが0または10dか否かを判定する。
FLAG_NG_SENのデータが0または10dのときには、ステップS27へ進み、FLAG_NG_SENのデータが0または10dでないときには、ステップS28へ進む。
ステップS27では、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cは正常なので、インクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1、インクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3から角度θ123を算出し、相対位置の位相角φを角度θ123として、操舵量としての相対位置を算出する。
ステップS28では、FLAG_NG_SENのデータが10cか否かを判定する。
FLAG_NG_SENのデータが10cのときには、ステップS29へ進み、FLAG_NG_SENのデータが10cでないときには、ステップS30へ進む。
ステップS29では、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第4磁気センサ10dは正常なので、インクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1、インクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4から算出した角度θ12、またはθ12、θr1、θr2の平均値を算出し、相対位置の位相角φを角度θ12、またはθ12、θr1、θr2の平均値として、操舵量としての相対位置を算出する。
ステップS30では、FLAG_NG_SENのデータが10bか否かを判定する。
FLAG_NG_SENのデータが10bのときには、ステップS31へ進み、FLAG_NG_SENのデータが10bでないときには、ステップS32へ進む。
ステップS30では、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dは正常なので、インクリメンタル第1磁気センサ10aの出力信号S1、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4から算出した角度θ31、またはθ31、θr1、θr3の平均値を算出し、相対位置の位相角φを角度θ31、またはθ31、θr1、θr3の平均値として、操舵量としての相対位置を算出する。
ステップS32では、FLAG_NG_SENのデータが10aとして確定し、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dは正常なので、インクリメンタル第2磁気センサ10bの出力信号S2、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S3、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号S4から算出した角度θ23、またはθ23、θr2、θr3の平均値を算出し、相対位置の位相角φを角度θ23、またはθ23、θr2、θr3の平均値として、操舵量としての相対位置を算出する。
次に、作用効果を説明する。
実施形態1の操舵量検出装置100の作用効果を以下に列挙する。
(1)インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10d、または、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dの出力信号のうち、いずれか1つが異常となったときには、残りの3つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続する。
よって、正常な3つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続することで、精度の良い操舵量検出の継続が可能となり、操舵量検出装置100の利用時間の拡大を図ることができる。
(2)インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cは、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置し、また、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11cも、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置するようにした。
よって、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、およびバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11cが1周期の間にバランスよく配置されているので、高精度な操舵量検出が可能となる。
(3)インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dは、
インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dの出力信号が1周期分出力されるときのラック軸5の移動量に相当する長さである1ピッチLP1の範囲内に収まるように配置し、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dは、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dの出力信号が1周期分出力されるときのラック軸5の移動量に相当する長さである1ピッチLP2の範囲内に収まるように配置している。
よって、インクリメンタル磁気センサ部10、バーニア磁気センサ部11の大型化を抑制することができる。
(4)インクリメンタル磁気スケール9aのインクリメンタル第1N極(第1N極)9a1、インクリメンタル第1S極(第1S極)9a2、インクリメンタル第2N極(第2N極)9a3、インクリメンタル第2S極(第2S極)9a4、インクリメンタル第3N極(第3N極)9a5、インクリメンタル第3S極(第3S極)9a6、インクリメンタル第4N極9a7、インクリメンタル第4S極9a8の順にN極とS極が交互にインクリメンタル第6N極9a11まで配置されているそれぞれのN極とS極の間には非磁性材料で形成された非磁化領域9aaを配置し、また、バーニア磁気スケール9bのバーニアル第1N極(第1N極)9b1、バーニア第1S極(第1S極)9b2、バーニアル第2N極(第2N極)9b3、バーニア第2S極(第2S極)9b4、バーニア第3N極(第3N極)9b5、バーニア第3S極(第3S極)9b6、バーニア第4N極9b7、バーニア第4S極9b8の順にN極とS極が交互にバーニア第5S極9b10まで配置されているそれぞれのN極とS極の間には非磁性材料で形成された非磁化領域9bbを配置するようにした。
よって、インクリメンタル磁気スケール9aのN極とS極の間には非磁性材料で形成された非磁化領域9aaを配置しているので、インクリメンタル磁気センサ部10のインクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dが周期的に正弦波を出力する場合に、インクリメンタル第1N極9a1、インクリメンタル第1S極9a2とが隣接している場合に比べ正弦波が正確に出力されるようになり、操舵量検出精度を向上させることができ、また、バーニア磁気スケール9bのN極とS極の間にも非磁性材料で形成された非磁化領域9bbを配置しているので、バーニア磁気センサ部11のバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dが周期的に正弦波を出力する場合に、バーニア第1N極9b1、バーニア第1S極9b2とが隣接している場合に比べ正弦波が正確に出力されるようになり、操舵量検出精度を向上させることができる。
(5)制御装置C/Uの第1ラックバー位置情報生成部13、または、第2ラックバー位置情報生成部14は、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dからの出力信号S1−S4、または、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dからの出力信号S11−S14のうち少なくとも3つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報を生成しており、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10d、または、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dの出力信号のうち、いずれか1つが異常となったときには、残りの3つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続するようにした。
よって、正常な3つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続することで、精度の良い操舵量検出の継続が可能となり、操舵量検出装置100の利用時間の拡大を図ることができる。
(6)制御装置C/Uの第1ラックバー位置情報生成部13と、第2ラックバー位置情報生成部14は、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10c、インクリメンタル第4磁気センサ10dからの出力信号S1−S4、または、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11c、バーニア第4磁気センサ11dからの出力信号S11−S14のうち少なくとも2つが異常となったときには、残りの2つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続するようにした。
よって、正常な2つの出力信号に基づき、ラックバー5の位置情報の生成を継続することで、操舵量検出装置100の利用時間の拡大を図ることができる。
(7)磁気スケール搭載部5bは、ラックギヤ5cが設けられた外周とは逆側の外周に、ラックバー5の長手方向の基準軸線Pに対し平行な平面形状を有するように設けるようにした。
よって、磁気スケール搭載部5bが平面形状を有することで、インクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9bの搭載性を向上することができる。
(8)インクリメンタル磁気スケール9aおよびバーニア磁気スケール9bとラックバー5の磁気スケール搭載部5bとの間に、非磁性材料で形成された非磁性層12を配置するようにした。
よって、インクリメンタル磁気スケール9aおよびバーニア磁気スケール9bが、磁性材料で形成されたラックバー5と直接接触しないので、インクリメンタル磁気スケール9aおよびバーニア磁気スケール9bの磁界によりラックバー5が磁化されにくくなる。その結果、インクリメンタル磁気センサ部10がインクリメンタル磁気スケール9aの情報を読み取る際、または、バーニア磁気センサ部11がバーニア磁気スケール9bの情報を読み取る際、ラックバー5から受ける磁気特性の影響を抑制することができる。
(9)非磁性層12の外縁は、インクリメンタル磁気スケール9aおよびバーニア磁気スケール9bの外縁を包囲するように形成するようにした。
よって、非磁性層12がインクリメンタル磁気スケール9aおよびバーニア磁気スケール9bの全範囲を包囲するように形成されているので、インクリメンタル磁気スケール9aおよびバーニア磁気スケール9bの全範囲において、磁性材料で形成されたラックバー5がインクリメンタル磁気スケール9aおよびバーニア磁気スケール9bの磁界による磁化の影響を受けるのを抑制することができる。
(10)インクリメンタル磁気スケール9aとインクリメンタル磁気センサ部10、および、バーニア磁気スケール9bとバーニア磁気センサ部11の2つを設け、第1ラックバー位置情報生成部13は、少なくともインクリメンタル磁気センサ部10のインクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cの出力信号S1−S3により、また、第2ラックバー位置情報生成部14は、少なくともバーニア磁気センサ部11のバーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11cの出力信号S11−S13により、ラックバー5の位置情報を生成するようにしている。
よって、インクリメンタル磁気センサ部10またはバーニア磁気センサ部11の3つの磁気センサの出力信号うち、一方の磁気センサ部の中の磁気センサのうち1つの出力信号に異常が発生した場合においても、他方の磁気センサ部の出力信号に基づき、精度の良い操舵量検出の継続が可能となる。
〔実施形態2〕
図9(a)は、実施形態2の操舵量検出装置のインクリメンタル磁気スケールとインクリメンタル磁気センサ部の一部拡大断面図であり、(b)は、実施形態2の操舵量検出装置のバーニア磁気スケールとバーニア磁気センサ部の一部拡大断面図である。
実施形態2の操舵量検出装置の構成を説明する。
実施形態1とは異なり、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第4磁気センサ10dは、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置され、インクリメンタル第3磁気センサ10cは、インクリメンタル第2磁気センサ10bと4分の1周期(90°)ずれた位相を検出するように配置されている。
また、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第4磁気センサ11dは、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置され、バーニア第3磁気センサ11cは、バーニア第2磁気センサ11bと4分の1周期(90°)ずれた位相を検出するように配置されている。
すなわち、インクリメンタル第1磁気センサ10a、インクリメンタル第2磁気センサ10b、インクリメンタル第3磁気センサ10cは、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置され、インクリメンタル第4磁気センサ10dは、インクリメンタル第2磁気センサ10bと4分の1周期(90°)ずれた位相を検出するように配置している点、および、バーニア第1磁気センサ11a、バーニア第2磁気センサ11b、バーニア第3磁気センサ11cは、互いに3分の1周期(120°)ずれた位相を検出するように配置され、バーニア第4磁気センサ11dは、バーニア第2磁気センサ11bと4分の1周期(90°)ずれた位相を検出するように配置している点を除き、実施形態1と同じ構成であるため、同じ構成には同一符号を付して説明は省略する。
よって、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
図10(a)は、実施形態3の操舵量検出装置の磁気トラック付近の断面図、(b)は、実施形態3の操舵量検出装置の磁気トラック付近の平面図である。
実施形態3の操舵量検出装置の構成を説明する。
実施形態1とは異なり、非磁性層12が、ラックバー5の磁気スケール搭載部5aとインクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9b間だけではなく、インクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9bの側面も覆っている。
この点を除き、実施形態1と同じ構成であるため、同じ構成には同一符号を付して説明は省略する。
よって、実施形態1と同様の作用効果を奏する。
図11(a)は、実施形態4の操舵量検出装置の磁気トラック付近の断面図、(b)は、実施形態4の操舵量検出装置の磁気トラック付近の平面図である。
実施形態4の操舵量検出装置の構成を説明する。
実施形態1とは異なり、非磁性層12が、ラックバー5の磁気スケール搭載部5aとインクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9b間だけではなく、インクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9bの側面および表面も覆っている。
すなわち、インクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9bが、樹脂材料で型成形により形成された非磁性層12にインサートモールドされている。
この点を除き、実施形態1と同じ構成であるため、同じ構成には同一符号を付して説明は省略する。
よって、実施形態4では、実施形態1の作用効果に加え、インクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9bをラックバー5の磁気スケール搭載部5aに設置する際、インクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9bが非磁性層12によって保護されているため、組立時におけるインクリメンタル磁気スケール9a、または、バーニア磁気スケール9bの損傷を抑制することができる。
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
以上説明した実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
操舵量検出装置は、その一つの態様において、ハウジングであって、ハウジング本体部と、操舵軸収容空間と、センサ収容空間と、を備えており、前記ハウジング本体部は、筒形状を有し、前記操舵軸収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されており、前記センサ収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されている、前記ハウジングと、前記操舵軸収容空間に設けられた操舵軸であって、操舵軸本体部と、磁気スケール搭載部を備え、前記操舵軸本体部は、棒形状を有し、前記操舵軸収容空間内で長手方向に移動することで、操舵輪を操舵可能であり、前記磁気スケール搭載部は、前記操舵軸本体部の外周側に設けられている、前記操舵軸と、前記磁気スケール搭載部に設けられた磁気スケールであって、前記操舵軸の長手方向において、第1N極、第1S極、第2N極、第2S極、第3N極、第3S極の順にN極とS極が交互に配置されている、前記磁気スケールと、前記磁気スケールに対向するように前記センサ収容空間に設けられた磁気センサ部であって、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、および第4磁気センサを含み、前記操舵軸の長手方向において、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの順に配置されており、前記操舵軸の移動に伴い前記磁気スケールが前記磁気センサ部の前を通過するとき、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、前記磁気センサ部と、を有する。
より好ましい態様では、上記態様において、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサの夫々は、互いに3分の1周期ずれた位相を検出するように配置されている。
より好ましい態様では、上記態様において、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、および前記第4磁気センサは、前記第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときの前記操舵軸の移動量に相当する長さの範囲内に収まるように配置されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記磁気スケールは、前記操舵軸の長手方向において、第1N極、第1S極、第2N極、第2S極、第3N極、第3S極の夫々の間に、磁化されていない非磁化領域を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、更に、制御装置を備え、前記制御装置は、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号のうち、少なくとも3つに基づき、前記操舵軸の位置情報を生成し、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか1つが異常となったとき、前記制御装置は、残りの3つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続する。
より好ましい態様では、上記態様において、前記制御装置は、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか2つが異常となったとき、残りの2つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記操舵軸の長手方向に対し直角な断面において前記操舵軸の中心を通り、かつ前記操舵軸の長手方向と平行な軸線を基準軸線としたとき、前記磁気スケール搭載部は、前記基準軸線に対し平行な平面形状を有している。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、更に、非磁性層を備え、前記操舵軸は、磁性材料で形成されており、前記非磁性層は、非磁性材料で形成されており、前記磁気スケール搭載部と前記磁気スケールの間に設けられている。
さらに好ましい態様では、上記態様において、前記非磁性層の外縁は、前記磁気スケールの外縁を包囲するように形成されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記非磁性膜は、樹脂材料で型成形により形成されており、前記磁気スケールは、前記非磁性膜にインサートモールドされている。
操舵量検出装置は、その一つの態様において、ハウジングであって、ハウジング本体部と、操舵軸収容空間と、センサ収容空間と、を備えており、前記ハウジング本体部は、筒形状を有し、前記操舵軸収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されており、前記センサ収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されている、前記ハウジングと、前記操舵軸収容空間に設けられた操舵軸であって、操舵軸本体部と、磁気スケール搭載部を備え、前記操舵軸本体部は、棒形状を有し、前記操舵軸収容空間内で長手方向に移動することで、操舵輪を操舵可能であり、前記磁気スケール搭載部は、前記操舵軸本体部の外周側に設けられている、前記操舵軸と、前記磁気スケール搭載部に設けられたバーニア磁気スケールであって、前記操舵軸の長手方向において、バーニア第1N極、バーニア第1S極、バーニア第2N極、バーニア第2S極、バーニア第3N極、バーニア第3S極の順にN極とS極が交互に配置されている、前記バーニア磁気スケールと、前記磁気スケール搭載部に設けられたインクリメンタル磁気スケールであって、前記操舵軸の長手方向において、インクリメンタル第4N極、インクリメンタル第4S極、インクリメンタル第5N極、インクリメンタル第5S極、インクリメンタル第6N極、インクリメンタル第6S極の順にN極とS極が交互に配置されている、前記インクリメンタル磁気スケールと、前記バーニア磁気スケールに対向するように前記センサ収容空間に設けられたバーニア磁気センサ部であって、バーニア第1磁気センサ、バーニア第2磁気センサ、およびバーニア第3磁気センサを含み、前記操舵軸の長手方向において、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの順に配置されており、前記操舵軸の移動に伴い前記バーニア磁気スケールが前記バーニア第1磁気センサ部の前を通過するとき、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、前記バーニア磁気センサ部と、前記インクリメンタル磁気スケールに対向するように前記センサ収容空間に設けられたインクリメンタル磁気センサ部であって、インクリメンタル第1磁気センサ、インクリメンタル第2磁気センサ、およびインクリメンタル第3磁気センサを含み、前記操舵軸の長手方向において、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの順に配置されており、前記操舵軸の移動に伴い前記インクリメンタル磁気スケールが前記インクリメンタル磁気センサ部の前を通過するとき、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、前記インクリメンタル磁気センサ部と、を有する。
さらに好ましい態様では、上記態様において、更に、制御装置を備え、
前記制御装置は、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々の出力信号に基づき、前記操舵軸の位置情報を生成すると共に、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々の出力信号に基づき、前記操舵軸の位置情報を生成し、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか1つが異常となったとき、前記制御装置は、前記制御装置の電力の供給が継続されている間は、前記バーニア磁気センサ部に残る2つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続すると共に、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか1つが異常となったとき、前記制御装置は、前記制御装置の電力の供給が継続されている間は、前記インクリメンタル磁気センサ部に残る2つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記バーニア磁気センサ部は、更に、バーニア第4磁気センサを備え、前記操舵軸の長手方向において、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、前記バーニア第4磁気センサの順に配置されており、前記操舵軸の移動に伴い前記バーニア磁気スケールが前記バーニア磁気センサ部の前を通過するとき、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、前記バーニア第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、前記バーニア第4磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、前記インクリメンタル磁気センサ部は、更に、インクリメンタル第4磁気センサを備え、前記操舵軸の長手方向において、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、前記インクリメンタル第4磁気センサの順に配置されており、前記操舵軸の移動に伴い前記インクリメンタル磁気スケールが前記インクリメンタル磁気センサ部の前を通過するとき、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、前記インクリメンタル第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、前記インクリメンタル第4磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない。
さらに好ましい態様では、上記態様において、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々は、互いに3分の1周期ずれた位相を検出するように配置されており、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、および前記バーニア第4磁気センサは、前記バーニア第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときの前記操舵軸の移動量に相当する長さの範囲内に収まるように配置されており、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々は、互いに3分の1周期ずれた位相を検出するように配置されており、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、および前記インクリメンタル第4磁気センサは、前記インクリメンタル第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときの前記操舵軸の移動量に相当する長さの範囲内に収まるように配置されている。
1 操舵装置
100 操舵量検出装置
5 ラックバー(操舵軸)
5a ラックバー本体部(操舵軸本体部)
5b 磁気スケール搭載部
7 操舵輪
8 ハウジング
8a ハウジング本体部
8b 操舵軸収容空間部
8c センサ収容空間
9a インクリメンタル磁気スケール(磁気スケール)
9a1 インクリメンタル第1N極(第1N極)
9a2 インクリメンタル第1S極(第1S極)
9a3 インクリメンタル第2N極(第2N極)
9a4 インクリメンタル第2S極(第2S極)
9a5 インクリメンタル第3N極(第3N極)
9a6 インクリメンタル第3S極(第3S極)
9aa 非磁化領域
9b バーニア磁気スケール(磁気スケール)
9b1 バーニア第1N極(第1N極)
9b2 バーニア第1S極(第1S極)
9b3 バーニア第2N極(第2N極)
9b4 バーニア第2S極(第2S極)
9b5 バーニア第3N極(第3N極)
9b6 バーニア第3S極(第3S極)
9bb 非磁化領域
10 インクリメンタル磁気センサ部(磁気センサ部)
10a インクリメンタル第1磁気センサ(第1磁気センサ)
10b インクリメンタル第2磁気センサ(第2磁気センサ)
10c インクリメンタル第3磁気センサ(第3磁気センサ)
10d インクリメンタル第4磁気センサ(第4磁気センサ)
11 バーニア磁気センサ部(磁気センサ部)
11a バーニア第1磁気センサ(第1磁気センサ)
11b バーニア第2磁気センサ(第2磁気センサ)
11c バーニア第3磁気センサ(第3磁気センサ)
11d バーニア第4磁気センサ(第4磁気センサ)
12 非磁性層
C/U 制御装置
LP1 インクリメンタル第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときのラック軸5の移動量に相当する長さ
LP2 バーニア第1磁気センサの1出力信号が1周期分出力されるときのラック軸5の移動量に相当する長さ
P 基準軸線

Claims (14)

  1. 操舵量検出装置であって、
    ハウジングであって、ハウジング本体部と、操舵軸収容空間と、センサ収容空間と、を備えており、
    前記ハウジング本体部は、筒形状を有し、
    前記操舵軸収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されており、
    前記センサ収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されている、
    前記ハウジングと、
    前記操舵軸収容空間に設けられた操舵軸であって、操舵軸本体部と、磁気スケール搭載部を備え、
    前記操舵軸本体部は、棒形状を有し、前記操舵軸収容空間内で長手方向に移動することで、操舵輪を操舵可能であり、
    前記磁気スケール搭載部は、前記操舵軸本体部の外周側に設けられている、
    前記操舵軸と、
    前記磁気スケール搭載部に設けられた磁気スケールであって、前記操舵軸の長手方向において、第1N極、第1S極、第2N極、第2S極、第3N極、第3S極の順にN極とS極が交互に配置されている、
    前記磁気スケールと、
    前記磁気スケールに対向するように前記センサ収容空間に設けられた磁気センサ部であって、第1磁気センサ、第2磁気センサ、第3磁気センサ、および第4磁気センサを含み、
    前記操舵軸の長手方向において、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの順に配置されており、
    前記操舵軸の移動に伴い前記磁気スケールが前記磁気センサ部の前を通過するとき、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、
    前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、
    前記磁気センサ部と、を有する、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  2. 請求項1に記載の操舵量検出装置であって、
    前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサの夫々は、互いに3分の1周期ずれた位相を検出するように配置されている、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  3. 請求項2に記載の操舵量検出装置であって、
    前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、および前記第4磁気センサは、前記第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときの前記操舵軸の移動量に相当する長さの範囲内に収まるように配置されている、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  4. 請求項1に記載の操舵量検出装置であって、
    前記磁気スケールは、前記操舵軸の長手方向において、第1N極、第1S極、第2N極、第2S極、第3N極、第3S極の夫々の間に、磁化されていない非磁化領域を有する、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  5. 請求項1に記載の操舵量検出装置であって、
    更に、制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号のうち、少なくとも3つに基づき、前記操舵軸の位置情報を生成し、
    前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか1つが異常となったとき、前記制御装置は、残りの3つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続する、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  6. 請求項5に記載の操舵量検出装置であって、
    前記制御装置は、前記第1磁気センサ、前記第2磁気センサ、前記第3磁気センサ、前記第4磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか2つが異常となったとき、残りの2つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続する、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  7. 請求項1に記載の操舵量検出装置であって、
    前記操舵軸の長手方向に対し直角な断面において前記操舵軸の中心を通り、かつ前記操舵軸の長手方向と平行な軸線を基準軸線としたとき、前記磁気スケール搭載部は、前記基準軸線に対し平行な平面形状を有している、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  8. 請求項1に記載の操舵量検出装置であって、
    更に、非磁性層を備え、
    前記操舵軸は、磁性材料で形成されており、
    前記非磁性層は、非磁性材料で形成されており、前記磁気スケール搭載部と前記磁気スケールの間に設けられている、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  9. 請求項8に記載の操舵量検出装置であって、
    前記非磁性層の外縁は、前記磁気スケールの外縁を包囲するように形成されている、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  10. 請求項8に記載の操舵量検出装置であって、
    前記非磁性層は、樹脂材料で型成形により形成されており、
    前記磁気スケールは、前記非磁性層にインサートモールドされている、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  11. ハウジングであって、ハウジング本体部と、操舵軸収容空間と、センサ収容空間と、を備えており、
    前記ハウジング本体部は、筒形状を有し、
    前記操舵軸収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されており、
    前記センサ収容空間は、前記ハウジング本体部の内側に形成されている、
    前記ハウジングと、
    前記操舵軸収容空間に設けられた操舵軸であって、操舵軸本体部と、磁気スケール搭載部を備え、
    前記操舵軸本体部は、棒形状を有し、前記操舵軸収容空間内で長手方向に移動することで、操舵輪を操舵可能であり、
    前記磁気スケール搭載部は、前記操舵軸本体部の外周側に設けられている、
    前記操舵軸と、
    前記磁気スケール搭載部に設けられたバーニア磁気スケールであって、前記操舵軸の長手方向において、バーニア第1N極、バーニア第1S極、バーニア第2N極、バーニア第2S極、バーニア第3N極、バーニア第3S極の順にN極とS極が交互に配置されている、
    前記バーニア磁気スケールと、
    前記磁気スケール搭載部に設けられたインクリメンタル磁気スケールであって、前記操舵軸の長手方向において、インクリメンタル第1N極、インクリメンタル第1S極、インクリメンタル第2N極、インクリメンタル第2S極、インクリメンタル第3N極、インクリメンタル第3S極の順にN極とS極が交互に配置されている、
    前記インクリメンタル磁気スケールと、
    前記バーニア磁気スケールに対向するように前記センサ収容空間に設けられたバーニア磁気センサ部であって、バーニア第1磁気センサ、バーニア第2磁気センサ、およびバーニア第3磁気センサを含み、
    前記操舵軸の長手方向において、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの順に配置されており、
    前記操舵軸の移動に伴い前記バーニア磁気スケールが前記バーニア第1磁気センサ部の前を通過するとき、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、
    前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、
    前記バーニア磁気センサ部と、
    前記インクリメンタル磁気スケールに対向するように前記センサ収容空間に設けられたインクリメンタル磁気センサ部であって、インクリメンタル第1磁気センサ、インクリメンタル第2磁気センサ、およびインクリメンタル第3磁気センサを含み、
    前記操舵軸の長手方向において、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの順に配置されており、
    前記操舵軸の移動に伴い前記インクリメンタル磁気スケールが前記インクリメンタル磁気センサ部の前を通過するとき、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、
    前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、
    前記インクリメンタル磁気センサ部と、
    を有することを特徴とする操舵量検出装置。
  12. 請求項11に記載の操舵量検出装置であって、
    更に、制御装置を備え、
    前記制御装置は、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々の出力信号に基づき、前記操舵軸の位置情報を生成すると共に、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々の出力信号に基づき、前記操舵軸の位置情報を生成し、
    前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか1つが異常となったとき、前記制御装置は、前記制御装置の電力の供給が継続されている間は、前記バーニア磁気センサ部に残る2つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続すると共に、
    前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々の出力信号のうち、いずれか1つが異常となったとき、前記制御装置は、前記制御装置の電力の供給が継続されている間は、前記インクリメンタル磁気センサ部に残る2つで前記操舵軸の位置情報の生成を継続する、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  13. 請求項11に記載の操舵量検出装置であって、
    前記バーニア磁気センサ部は、更に、バーニア第4磁気センサを備え、
    前記操舵軸の長手方向において、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、前記バーニア第4磁気センサの順に配置されており、
    前記操舵軸の移動に伴い前記バーニア磁気スケールが前記バーニア磁気センサ部の前を通過するとき、前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、前記バーニア第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、
    前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、前記バーニア第4磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、
    前記インクリメンタル磁気センサ部は、更に、インクリメンタル第4磁気センサを備え、
    前記操舵軸の長手方向において、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、前記インクリメンタル第4磁気センサの順に配置されており、
    前記操舵軸の移動に伴い前記インクリメンタル磁気スケールが前記インクリメンタル磁気センサ部の前を通過するとき、前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、前記インクリメンタル第4磁気センサの夫々の出力信号は周期的に変化すると共に、
    前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、前記インクリメンタル第4磁気センサの夫々が同じタイミングで検出した場合の位相は、互いに一致せず、かつ、互いに2分の1周期ずれた位相からも一致しない、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
  14. 請求項13に記載の操舵量検出装置であって、
    前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサの夫々は、互いに3分の1周期ずれた位相を検出するように配置されており、
    前記バーニア第1磁気センサ、前記バーニア第2磁気センサ、前記バーニア第3磁気センサ、および前記バーニア第4磁気センサは、前記バーニア第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときの前記操舵軸の移動量に相当する長さの範囲内に収まるように配置されており、
    前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサの夫々は、互いに3分の1周期ずれた位相を検出するように配置されており、
    前記インクリメンタル第1磁気センサ、前記インクリメンタル第2磁気センサ、前記インクリメンタル第3磁気センサ、および前記インクリメンタル第4磁気センサは、前記インクリメンタル第1磁気センサの出力信号が1周期分出力されるときの前記操舵軸の移動量に相当する長さの範囲内に収まるように配置されている、
    ことを特徴とする操舵量検出装置。
JP2019124906A 2019-07-04 2019-07-04 操舵量検出装置 Pending JP2021012046A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019124906A JP2021012046A (ja) 2019-07-04 2019-07-04 操舵量検出装置
PCT/JP2020/022490 WO2021002149A1 (ja) 2019-07-04 2020-06-08 操舵量検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019124906A JP2021012046A (ja) 2019-07-04 2019-07-04 操舵量検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021012046A true JP2021012046A (ja) 2021-02-04

Family

ID=74100577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019124906A Pending JP2021012046A (ja) 2019-07-04 2019-07-04 操舵量検出装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2021012046A (ja)
WO (1) WO2021002149A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH056304U (ja) * 1991-07-10 1993-01-29 光洋精工株式会社 操舵角検出装置
JPH10197544A (ja) * 1996-11-12 1998-07-31 Daido Gakuen 回転数検出装置
US20050024044A1 (en) * 2002-07-26 2005-02-03 Norman Poirier Angular positioning sensing system and method
JP2009543097A (ja) * 2006-07-11 2009-12-03 コンティネンタル オートモーティブ システムズ ユーエス, インコーポレイティッド 回転角検出システム
JP2010223595A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Ribekkusu:Kk 位置検出装置
JP2012149909A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Jtekt Corp 回転角検出装置
JP2013061346A (ja) * 2008-02-06 2013-04-04 Nsk Ltd 回転情報算出装置、ステアリング装置、電動パワーステアリング装置、センサ付き軸受装置、車両、異常検出装置、回転情報算出方法及び異常検出方法
WO2013176104A1 (ja) * 2012-05-22 2013-11-28 三菱電機株式会社 磁気式回転角検出器
JP2017052448A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP2019506614A (ja) * 2016-02-24 2019-03-07 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh 回転角度センサ

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH056304U (ja) * 1991-07-10 1993-01-29 光洋精工株式会社 操舵角検出装置
JPH10197544A (ja) * 1996-11-12 1998-07-31 Daido Gakuen 回転数検出装置
US20050024044A1 (en) * 2002-07-26 2005-02-03 Norman Poirier Angular positioning sensing system and method
JP2009543097A (ja) * 2006-07-11 2009-12-03 コンティネンタル オートモーティブ システムズ ユーエス, インコーポレイティッド 回転角検出システム
JP2013061346A (ja) * 2008-02-06 2013-04-04 Nsk Ltd 回転情報算出装置、ステアリング装置、電動パワーステアリング装置、センサ付き軸受装置、車両、異常検出装置、回転情報算出方法及び異常検出方法
JP2010223595A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Ribekkusu:Kk 位置検出装置
JP2012149909A (ja) * 2011-01-17 2012-08-09 Jtekt Corp 回転角検出装置
WO2013176104A1 (ja) * 2012-05-22 2013-11-28 三菱電機株式会社 磁気式回転角検出器
JP2017052448A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP2019506614A (ja) * 2016-02-24 2019-03-07 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh 回転角度センサ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021002149A1 (ja) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101929834B (zh) 旋转角检测装置以及转速检测装置
EP3321638B1 (en) Measuring an absolute angular position
JP5853046B2 (ja) 磁場計測装置
EP2843370B1 (en) Rotation detector
EP2955487B1 (en) Position detecting device
JP6359079B2 (ja) 外部磁界に対して鈍感なホールセンサ
CN105222812A (zh) 具有三个半桥结构的传感器***
KR20180113462A (ko) 중복 결함 검출 장치 및 방법
JP2011038855A (ja) 磁気センサ
CN101971471A (zh) 使用磁场的位置测量
US20110303001A1 (en) Rotary angle and rotary torque sensing device
JP2011158488A (ja) 磁気センサ
JP2020153806A (ja) 回転角度検出装置
JP5187538B2 (ja) 磁気センサ
JP5201493B2 (ja) 位置検出装置及び直線駆動装置
CN110006466B (zh) 运算处理装置、角度传感器及动力转向装置
JP4900838B2 (ja) 位置検出装置及び直線駆動装置
WO2021002149A1 (ja) 操舵量検出装置
CN116164778A (zh) 具有主轨道和诺纽斯轨道的位置传感器
JP5331505B2 (ja) 回転角度検出装置及びステアリング装置
CN110926506B (zh) 角度传感器***
US20060028308A1 (en) Precision non-contact digital switch
CN115812152A (zh) 全向的转速和方向传感器
JP2006194837A (ja) 磁気検出装置
US11639860B2 (en) Absolute position detection device and detection method of rotating body using magnetic material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221018

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230307

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230905