相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆制造方法及图纸
Relative angle detection device, torque sensor, electric power steering gear and vehicle
A relative angle detection device suitable for enlarging the detection range of the torque is provided, a torque sensor, an electric power steering device and a vehicle having the relative angle detection device. According to the first multi pole ring magnet (10) rotation angle (theta is) corresponding to the sin (os+ delta theta theta) of the 1sin signal and COS (os+ delta theta theta) of the 1cos signal, and second multi pole ring magnet (11) rotation angle (theta OS) corresponding to the said article 2Sin sin OS and theta signal represents the 2cos signal cos theta OS, operation with the input shaft and the output shaft (22a) (22b) the relative angle between the corresponding sin (delta theta) Delta theta and theta delta cos, delta theta = arctan (according to the sin /cos delta delta theta theta) operation (relative angle delta theta), among them, first multi pole ring magnet (10) arranged coaxially with the input shaft and the output shaft (22a) (22b) (22a) of the input shaft in synchronous rotation, second multi pole ring magnet (11) and the output shaft (22b) synchronous rotation.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆
本专利技术涉及相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆。
技术介绍
以往，例如下述专利文献1中公开了如下技术：在扭杆的两端分别配置多极环形磁铁，通过磁传感器检测与这些多极环形磁铁的旋转位移对应的磁通，根据检测到的磁通运算扭杆中产生的扭转角，根据该扭转角检测扭矩值。在该技术中，在各个多极环形磁铁中分别设置电角度具有90°的相位差的2个磁传感器，根据共计4个磁传感器的输出来运算针对扭转角的sinΔθ(平方值相加值Z)，根据该sinΔθ检测扭矩值。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-24638号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在上述专利文献1的现有技术中，仅计算sinΔθ(平方值相加值Z)，利用其直线部分作为扭矩值。这是因为，在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域中，无法唯一地计算扭转角。因此，存在无法利用超过直线部分的区域作为扭矩检测范围的课题。因此，本专利技术是着眼于这样的现有技术具有的未解决的课题而完成的，其目的在于，提供适合扩大扭矩检测范围的相对角度检测装置、具有该相对角度...
【技术保护点】
一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及相对...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.26 JP 2015-129165;2015.08.26 JP 2015-167191.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。2.根据权利要求1所述的相对角度检测装置，其中，所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将外周面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置，所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置。3.根据权利要求1或2所述的相对角度检测装置，其中，所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将轴向的一个端面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置，所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，所述第1旋转角度传感器具有在相对于所述第1多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下固定设置的、输出所述第1sin信号的第1sin磁传感器和输出所述第1cos信号的第1cos磁传感器，所述第2旋转角度传感器具有在相对于所述第2多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下固定设置的、输出所述第2sin信号的第2sin磁传感器和输出所述第2cos信号的第2cos磁传感器。5.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1转子，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2转子，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与所述第1旋转轴和所述2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1定子，其与所述第1转子同心地配置在所述第1转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；第2定子，其与所述第2转子同心地配置在所述第2转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；励磁信号供给部，其向所述线圈供给励磁信号；相对角度运算部，其根据被供给所述励磁信号时从所述第1定子的所述线圈输出的与所述第1转子的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号、以及被供给所述励磁信号时从所述第2定子的所述线圈输出的与所述第2转子的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。6.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第1码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第1码盘的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第2码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第2码盘的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。7.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第1导体部，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第2导体部，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其具有与所述第1导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第1标板的旋转角度θ1对应的涡流损耗，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2旋转角度传感器，其具有与所述第2导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第2标板的旋转角度θ2对应的涡流损耗，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。8.根据权利要求7所述的相对角度检测装置，其中，所述第1导体部是将第1环状导体的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的，所述第2导体部是将第2环状导体的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的，所述第1旋转角度传感器被配置成与所述第1标板的轴向的一个端面对置，使得该第1旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第1导体部的正弦波状部对置，所述第2旋转角度传感器被配置成与所述第2标板的轴向的一个端面对置，使得该第2旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第2导体部的正弦波状部对置。9.根据权利要求7所述的相对角度检测装置，其中，所述第1标板具有第1圆筒体，所述第1导体部在所述第1圆筒体的外周面上被设置成在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状，所述第2标板具有第2圆筒体，所述第2导体部在所述第2圆筒体的外周面上被设置成在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状，所述第1旋转角度传感器被配置成与所述第1标板的外周面对置，使得该第1旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第1导体部对置，所述第2旋转角度传感器被配置成与所述第2标板的外周面对置，使得该第2旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第2导体部对置。10.根据权利要求1至4中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，所述第1旋转角度传感器和所述第2旋转角度传感器被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1旋转角度传感器的输出和所述第2旋转角度传感器的输出成为同相位。11.根据权利要求5所述的相对角度检测装置，其中，所述第1定子和所述第2定子被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1定子的线圈的输出和所述第2定子的线圈的输出成为同相位。12.根据权利要求6至9中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，所述第1旋转角度传感器和所述第2旋转角度传感器被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1旋转角度传感器的输出和所述第2旋转角度传感器的输出成为同相位。13.根据权利要求10至12中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，将所述sinθ1和所述cosθ1设为sin(θ2+Δθ)和cos(θ2+Δθ)，所述相对角度运算部根据下式(1)～(2)来运算所述sinΔθ，根据下式(3)～(4)来运算所述cosΔθ，TMs＝(sinθ2+cos(θ2+Δθ))2+(cosθ2-sin(θ2+Δθ))2···(1)sinΔθ＝-TMs/2+1···(2)TMc＝(sinθ2+sin(θ2+Δθ))2+(cosθ2+cos(θ2+Δθ))2···(3)cosΔθ＝TMc/2-1···(4)。14.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，所述多个相对角度运算部具有：1个以上的第1相对角度运算部，其根据所述第1sin信号和所述第1cos信号运算所述旋转角度θ1，并且根据所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述旋转角度θ2，根据所述旋转角度θ1和所述旋转角度θ2之间的差分值运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第1相对角度Δθ1；以及1个以上的第2相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述第1相对角度运算部运算出的所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度运算部运算出的所述第2相对角度Δθ2中的任意一个相对角度作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度Δθ2中的剩余的各相对角度之间的差分值来判定异常。15.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，所述多个相对角度运算部具有多个第2相对角度运算部，该多个第2相对角度运算部根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述多个第2相对角度运算部运算出的多个所述第2相对角度Δθ2中的任意1个第2相对角度Δθ2作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与剩余的各第2相对角度Δθ2中的至少1个之间的差分值来判定异常。16.根据权利要求14或15所述的相对角度检测装置，其中，所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将外周面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置，所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置。17.根据权利要求14或15所述的相对角度检测装置，其中，所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将轴向的一个端面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置，所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置。18.根据权利要求14至17中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，所述第1旋转角度传感器具有在相对于所述第1多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下配置的、输出所述第1sin信号的第1sin磁传感器和输出所述第1cos信号的第1cos磁传感器，所述第2旋转角度传感器具有在相对于所述第2多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下配置的、输出所述第2sin信号的第2sin磁传感器和输出所述第2cos信号的第2cos磁传感器。19.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：第1转子，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2转子，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1定子，其与所述第1转子同心地配置在所述第1转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；第2定子，其与所述第2转子同心地配置在所述第2转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；励磁信号供给部，其向所述线圈供给励磁信号；多个相对角度运算部，其根据被供给所述励磁信号时从所述第1定子的所述线圈输出且与所述第1转子的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号、以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：大平和广，桑原昌树，杉田澄雄，植松重之，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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