JP6897313B2 - 回転角度センサの組付け構造体、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 - Google Patents
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Description
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。また、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、トルクセンサ94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。
次に図3から図6を参照して、実施形態1に係る回転角度センサの組付け構造体300及びこれを用いたトルクセンサ94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を模式的に示す斜視図である。図4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3に示す第1回転軸Ax1は、第1シャフトとしての入力軸82a及び第3シャフトとしての出力軸82bの回転軸を示す。図3に示す第2回転軸Ax2は、第2シャフトとしてのロアシャフト85の回転軸を示す。トルクセンサ94は、入力軸82aに伝達された操舵トルクTを検出する。図3及び図4に示すように、トルクセンサ94は、相対角度検出部100と、トルク演算部25と、を備える。
図12は、実施形態2に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。実施形態2に係るトルクセンサ94aは、相対角度検出部100に代えて相対角度検出部100aを備えていること以外は、トルクセンサ94と同様である。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。
図15は、実施形態3に係るトルクセンサを模式的に示す斜視図である。実施形態3に係るトルクセンサ94bは、第1ギヤ26b、第2ギヤ28b、磁石30b、及びアングル磁気センサ32bを備え、センサ演算部200に代えてセンサ演算部200bを備える点で、上述したトルクセンサ94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。
11 第2多極磁石
12,12a 第1回転角度センサ
13,13a 第2回転角度センサ
15,15a 第1磁気センサ
19,19a 第2磁気センサ
25 トルク演算部
26b 第1ギヤ
28b 第2ギヤ
30b 磁石
32b アングル磁気センサ
80 電動パワーステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
82a 入力軸(第1シャフト)
82b 出力軸(第3シャフト)
82c トーションバー
84,86 ユニバーサルジョイント
85 ロアシャフト(第2シャフト)
90 ECU(モータ制御装置)
92 減速装置
93 モータ
94,94a,94b トルクセンサ
95 車速センサ
96 ウォームホイール
97 ウォーム
98 イグニッションスイッチ
99 電源装置
100,100a 相対角度検出部(相対角度検出装置)
101 車両
200,200b センサ演算部
P1 第1平面
P2 第2平面
Claims (8)
- 第1シャフトと、
一端が前記第1シャフトの一端と自在継手を介して接続された第2シャフトと、
前記第1シャフトに固定され、前記第1シャフトの回転軸である第1回転軸上から見て前記第1回転軸を中心軸とする円形の外周面を有し、前記外周面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、
前記外周面に対向し、且つ、前記第1回転軸と前記第2シャフトの回転軸である第2回転軸との交点、前記第1回転軸上の前記交点とは異なる点、及び前記第2回転軸上の前記交点とは異なる点を含む平面上に配置され、前記第1多極磁石の回転を検出して角度信号を出力する少なくとも1つの第1磁気センサと、を備えることを特徴とする回転角度センサの組付け構造体。 - 前記第1磁気センサは、前記第1磁気センサを貫通する磁束の向きを検知することで前記角度信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の回転角度センサの組付け構造体。
- 請求項1又は2に記載の回転角度センサの組付け構造体と、
前記第1回転軸と同軸となる位置で前記第1シャフトの他端とトーションバーを介して接続された第3シャフトと、
前記第3シャフトに固定され、前記第1回転軸上から見て前記第1回転軸を中心軸とする円形の第2外周面を有し、前記第2外周面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外周面に対向し、且つ、前記平面上に配置され、前記第2多極磁石の回転を検出して角度信号を出力する少なくとも1つの第2磁気センサと、
角度演算部と、
差分演算部と、を備え、
前記角度演算部は、前記第1磁気センサが出力する角度信号に基づいて前記第1多極磁石の第1回転角度を算出し、前記第2磁気センサが出力する角度信号に基づいて前記第2多極磁石の第2回転角度を算出し、
前記差分演算部は、前記角度演算部が算出した前記第1角度と前記第2角度との差分から相対的な回転角度を算出することを特徴とする相対角度検出装置。 - 前記第3シャフト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周期の角度信号を出力し、
前記第1ギヤに対する前記第2ギヤのギヤ比と前記第2多極磁石の磁極数との積は、2以外であることを特徴とする請求項3に記載の相対角度検出装置。 - 前記角度演算部は、前記アングル磁気センサの角度信号と前記第2磁気センサが出力する角度信号とからバーニア演算を実行して前記第2多極磁石の回転数を算出することを特徴とする請求項4に記載の相対角度検出装置。
- 請求項3から5のいずれか一項に記載の相対角度検出装置と、
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、を備えることを特徴とするトルクセンサ。 - 請求項6に記載のトルクセンサを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
- 請求項7に記載の電動パワーステアリング装置を備えることを特徴とする車両。
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