JP2009210570A5

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Publication number: JP2009210570A5
Application number: JP2009024768A
Authority: JP
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2029-02-05

Description

〔発明３〕
また、上記目的を達成するために、発明３の回転情報算出装置は、発明１又は発明２において、前記磁路部材の複数の磁路は、平板を円弧状に形成した複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に複数の空隙を設けて円環板状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、前記磁石は、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状とした２つの着磁部材を互いの周方向端部を向かい合わせることで円環板状をなして構成され、前記磁石を前記円環板状に配置した前記複数の円弧板に回転軸方向に対向して配置し、前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された面が前記円弧板に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された面が前記円弧板に対向するように配置されている。
このような構成であれば、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状の２つの着磁部材で磁石を構成しているので、磁気検出器を通る磁束の量が正弦波状に変化し、出力信号も正弦波状となる。

〔発明４〕
また、上記目的を達成するために、発明４の回転情報算出装置は、発明１又は発明２において、前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、前記磁石は、板厚方向に同一曲率で湾曲し、互いの周方向端部を向かい合わせることで円環筒状をなす２つの着磁部材で構成され、前記２つの着磁部材の回転軸方向を向く端面が回転方向に正弦波状に変化する面として形成され、前記磁石を円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に配置し、前記磁石を構成する前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向するように配置した。
このような構成であれば、磁路部材の内径側に磁石が配置されたことで、回転情報算出
装置の回転軸方向のサイズが小さくなり、小型化が図られる。また、回転軸方向を向く端面を回転方向に正弦波状に変化する面として形成した２つの着磁部材で磁石を構成しているので、磁気検出器を通る磁束の量が正弦波状に変化し、出力信号も正弦波状となる。

〔発明５〕
また、上記目的を達成するために、発明５の回転情報算出装置は、発明１又は発明２において、前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、前記磁石は、円環筒体として円周方向の半分の領域がＳ極に着磁され、円周方向の残り半分の領域がＮ極に着磁された永久磁石であり、前記円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に対向して配置されている。
このような構成であれば、磁路部材の内径側に磁石が配置されたことで、回転情報算出装置の回転軸方向のサイズが小さくなり、小型化が図られる。

ここで、２つの着磁部材４２ａ，４２ｂの具体的な形状は、下式（４），（５）の通りで求められる。
着磁部材４２ａ，４２ｂの内周面の形状ＦIN＝r-（Ａcosθ/2）・・・（４）
着磁部材４２ａ，４２ｂの外周面の形状Ｆout＝r+（Ａcosθ/2）・・・（５）
ただし、θは絶対回転角度位置、rは磁石４２の中心半径、Ａは磁石４２の最大幅寸法である。

ここで、２つの着磁部材４３ａ，４３ｂの軸方向の厚さＦAXの具体的な形状は、下式（６）の通りで求められる。
ＦAX＝Ａcosθ ・・・（６）
ただし、θは絶対回転角度位置、Ａは磁石４３の着磁面の最大幅寸法であり、着磁部材の厚さは軸方向の中心を基準に対称である。

Claims

回転子に支持された磁石ホルダと、前記磁石ホルダに支持された磁石と、固定子に支持され、当該固定子の円周方向にそれぞれ所定間隔で配置された、入力磁束に応じた信号を出力する複数の磁気検出器と、前記固定子に支持され且つ前記複数の磁気検出器の円周方向の間に配設された、前記複数の磁気検出器に前記磁石からの磁束を導く複数の磁路を有した磁路部材と、
前記回転子の回転時に、前記磁路部材の各磁路と前記磁石との位置関係に応じて位相の変化する、前記複数の磁気検出器からの複数相の出力信号に基づき、前記回転子の回転状態を示す情報を算出する回転状態算出手段と、を備えることを特徴とする回転情報算出装置。
静止輪と回転輪との間に複数の転動体が配設された軸受と、前記回転輪に支持された磁石ホルダと、前記磁石ホルダに支持された磁石と、前記静止輪に支持され、当該静止輪の円周方向にそれぞれ所定間隔で配置された、入力磁束に応じた信号を出力する複数の磁気検出器と、前記静止輪に支持され且つ前記複数の磁気検出器の円周方向の間に配設された、前記複数の磁気検出器に前記磁石からの磁束を導く複数の磁路を有した磁路部材と、
前記回転輪の回転時に、前記磁路部材の各磁路と前記磁石との位置関係に応じて位相の変化する、前記複数の磁気検出器からの複数相の出力信号に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転状態算出手段と、を備えることを特徴とする回転情報算出装置。
前記磁路部材の複数の磁路は、平板を円弧状に形成した複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に複数の空隙を設けて円環板状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、
前記磁石は、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状とした２つの着磁部材を互いの周方向端部を向か合わせることで円環板状をなして構成され、
前記磁石を前記円環板状に配置した前記複数の円弧板に回転軸方向に対向して配置し、前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された面が前記円弧板に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された面が前記円弧板に対向するように配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報算出装置。
前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、
前記磁石は、板厚方向に同一曲率で湾曲し、互いの周方向端部を向かい合わせることで円環筒状をなす２つの着磁部材で構成され、前記２つの着磁部材の回転軸方向を向く端面は回転方向に正弦波状に変化する面として形成されており、
前記磁石を円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に配置し、前記磁石を構成する前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向するように配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報算出装置。
前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、
前記磁石は、円環筒体として円周方向の半分の領域がＳ極に着磁され、円周方向の残り半分の領域がＮ極に着磁された永久磁石であり、前記円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に対向して配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報算出装置。
静止輪及び回転輪の一方に支持された磁石と、前記静止輪及び前記回転輪の他方の円周方向に所定の間隔をもって配設され、前記磁石からの入力磁束に応じた磁気検出信号を出力する複数の磁気検出器とを有するセンサ付き軸受装置における、前記複数の磁気検出器から出力される、位相の異なる複数の磁気検出信号を入力し、入力した前記磁気検出信号に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転情報算出装置であって、
前記複数の磁気検出信号について、サンプリング値を取得するサンプリング値取得手段と、
前記サンプリング値に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転情報算出手段と、
前記サンプリング値に基づき、前記複数の磁気検出信号の異常を検出する異常検出手段と、を備えることを特徴とする回転情報算出装置。
前記異常検出手段は、前記位相の異なる複数の磁気検出信号のサンプリング値に基づいて、前記磁気検出器の構成する複数の相の各相毎に、少なくとも２通りの算出方法で、前記回転情報の１つである回転角度位置を算出し、当該算出した回転角度位置に基づいて、前記複数の磁気検出信号の異常を検出することを特徴とする請求項６に記載の回転情報算出装置。
前記異常検出手段は、前記各相に対する前記回転角度位置同士の差分値に基づき、前記位相の異なる複数の磁気検出信号の異常を検出することを特徴とする請求項７に記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記複数の磁気検出信号のうち、前記異常検出手段によって異常が検出された磁気検出信号以外の磁気検出信号の各相に対する、当該異常の検出に用いた前記回転角度位置の平均値を、前記回転輪の回転角度位置として算出することを特徴とする請求項７又は８に記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記異常検出手段によって、前記複数の磁気検出信号のうち何れか１つに異常が検出されたときに、当該異常の検出された磁気検出信号の相を除く、残りの相の磁気検出信号に対するサンプリング値に基づき前記回転状態を示す情報を算出することを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記異常検出手段は、異常が検出されたときに、当該異常の情報を含む異常検出フラグを出力することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記磁路部材は３つの磁路を有し、前記入力磁束に応じた信号を３つの前記磁気検出器が出力するようにし、前記３つの磁気検出器を、電気角１２０°の位相を持たせて配置することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記磁気検出器の３つの相をＡ相、Ｂ相、Ｃ相とし、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する磁気検出信号のサンプリング値をそれぞれａ、ｂ、ｃとし、
前記異常検出手段は、前記サンプリング値ａ及びｂ、前記サンプリング値ａ及びｃ、並びに前記サンプリング値ｂ及びｃの３つの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせに基づいて、当該組み合わせ毎に異なる算出方法を用いて、前記磁気検出器の相毎に、少なくとも２つの回転角度位置を算出し、当該算出した各相の回転角度位置に基づき、前記
位相の異なる３つの磁気検出信号の異常を検出することを特徴とする請求項１２に記載の回転情報算出装置。
前記磁路部材は４つの磁路を有し、前記入力磁束に応じた信号を２つ、又は４つの前記磁気検出器が出力するようにし、前記磁気検出器を、電気角９０°の位相を持たせて配置することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記２つの磁気検出器から回転情報を算出することを特徴とする請求項１４記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記４つの磁気検出器の差動出力をシングルエンドに変換し、回転情報を算出することを特徴とする請求項１４記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記磁気検出器の比（アークタンジェント）によって回転角度を算出することを特徴とする請求項１４乃至請求項１６の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記磁気検出器は、アナログホールＩＣであることを特徴とする請求項１乃至請求項１７の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記アナログホールＩＣは、温度変化に伴う出力変動を補正することができるプログラマブルホールＩＣであることを特徴とする請求項１８に記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をアナログ信号として出力することを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をデジタル信号として出力することを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をパルス信号として出力することを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報として、相対回転角度、絶対回転角度、回転角速度及び回転方向の少なくとも１つを算出することを特徴とする請求項１乃至２２の何れか１項に記載の回転情報算出装置。
前記ステアリングホイールの舵角や回転方向等の回転情報を、請求項１乃至２３の何れか１項に記載の回転情報算出装置で算出し、算出した舵角や回転方向等の情報を出力することを特徴とするステアリング装置。
ステアリングホイールからステアリングシャフトに伝達される操舵トルクを、請求項１乃至２３の何れか１項に記載の回転情報算出装置を搭載したトルクセンサで算出し、算出した前記操舵トルクに基づいて電動モータから前記ステアリングシャフトに補助トルクを伝達するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。