JP2002107242A - トルク検出装置及び舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出手段の検出信号が直線領域内にない場合
でも、正しくトルクを演算することが出来るトルク検出
装置の提供。 【解決手段】 回転体が回転するに従って、検出される
部位が周期的及び連続的に変化すべく、回転体に設けら
れた複数のターゲットと、その部位を検出する第１検出
手段と、その検出信号と位相が略電気角１８０°異なる
検出信号を出力すべく、ターゲットの部位を検出する第
２検出手段とを、トーションバーで連結された入力軸及
び出力軸にそれぞれ備え、その何れかが検出した部位の
トーションバーの捩れによる差に基づき、入力軸に加わ
るトルクを検出するトルク検出装置。各検出手段の各検
出信号の内、所定範囲にある２検出信号を選択し（Ｓ２
８，３０，３２，３４）、第１又は第２検出手段の何れ
かの２検出信号を選択した場合に（Ｓ１２）、その差
（Ｓ１０）に基づきトルクを検出する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体が回転する
に従って、検出される部位が周期的及び連続的に変化す
べく、回転体に設けられた複数のターゲットと、そのタ
ーゲットの部位を検出する第１検出手段と、第１検出手
段が出力する検出信号と位相が略電気角１８０°異なる
検出信号を出力すべく、ターゲットの部位を検出する第
２検出手段とを、トーションバーにより連結された入力
軸及び出力軸にそれぞれ備え、第１検出手段又は第２検
出手段が検出した部位のトーションバーに生じた捩れに
よる差に基づき、入力軸に加わるトルクを検出するトル
ク検出装置、及びこのトルク検出装置の検出結果に基づ
いて電動モータを駆動し、操舵補助力を発生させる舵取
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の舵取装置に、電動モータを駆
動して操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減するもの
がある。これは、操舵輪（ステアリングホイール）に繋
がる入力軸と、ピニオン及びラック等により操向車輪に
繋がる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結するトーショ
ンバーとを備え、トーションバーに生じる捩れによっ
て、トルク検出装置が入力軸に加わる操舵トルクを検出
し、その検出した操舵トルクに基づき、出力軸に連動す
る操舵補助用の電動モータを駆動制御するものである。

【０００３】図１は、本出願人の、特願平１１−２８８
８８２号出願及び特願平１１−３１０３９９号出願にお
ける提案に基づくトルク検出装置の要部構成例を模式的
に示した模式図である。このトルク検出装置は、舵取装
置に使用した場合を示しており、上端部にステアリング
ホイール４が連結され、下端部にトーションバー５が連
結されたステアリングシャフトの上部軸２３の中間部６
の周面に沿って、所定の傾斜角を有する磁性材からなる
例えば１０本の突起物７を設けてある。また、上部軸２
３が回転したときに、上部軸２３の軸方向に移動する突
起物７の近接する部位を検出する為に、ＭＲセンサ１
（磁気抵抗効果素子）が中間部６と適当な隙間を空けて
平行に設けられ、車体の動かない部位に固定されてい
る。

【０００４】ステアリングシャフトの下部軸１８は、上
端部がトーションバー５に連結され、下端部がピニオン
１０に連結されている。上部軸２３と同様に、下部軸１
８の中間部８の周面に沿って、所定の傾斜角を有する磁
性材からなる例えば１０本の突起物９を設けてある。ま
た、下部軸１８が回転したときに、下部軸１８の軸方向
に移動する突起物９の近接する部位を検出する為に、Ｍ
Ｒセンサ２（磁気抵抗効果素子）が下部軸１８と適当な
隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部位に固
定されている。

【０００５】ＭＲセンサ１は、電気角が１８０°異なる
センサ１Ａ，１Ｂを内蔵しており、センサ１Ａ，１Ｂが
それぞれ検出した突起物７の近接する部位を示す検出信
号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂはそれぞれ信号処理部１１に与えられ
る。ＭＲセンサ２は、電気角が１８０°異なるセンサ２
Ａ，２Ｂを内蔵しており、センサ２Ａ，２Ｂがそれぞれ
検出した突起物７の近接する部位を示す検出信号Ｖ２
Ａ，Ｖ２Ｂはそれぞれ信号処理部１１に与えられる。

【０００６】ＭＲセンサ１，２は、ステアリングホイー
ル４に操舵トルクが加わらず、トーションバー５が捩じ
れていない状態で、図２に示すように、検出信号Ｖ１
Ａ，Ｖ２Ａ（センサ出力）が同位相となり、また、検出
信号Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂ（センサ出力）が同位相となるよう
に設けられている。トーションバー５の捩じれ角度は高
々数度であり、信号処理部１１は、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ
２Ａ又は検出信号Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂの差に基づき、操舵ト
ルクを演算しそのトルク信号を出力する。

【０００７】このような構成のトルク検出装置は、上部
軸２３及び下部軸１８が３６°回転する都度、センサ１
Ａ，１Ｂ及びセンサ２Ａ，２Ｂの各検出面に最近接する
突起物７及び突起物９が、上部軸２３及び下部軸１８の
軸方向に往復移動する。センサ１Ａ，１Ｂ及びセンサ２
Ａ，２Ｂの各検出面に最近接する突起物７及び突起物９
の、上部軸２３及び下部軸１８の軸方向の部位と、上部
軸２３及び下部軸１８の回転角度とは対応させることが
出来る。

【０００８】ここで、ステアリングホイール４に操舵ト
ルクが加えられ、トーションバー５に捩じれ角度が生じ
ていれば、センサ１Ａと２Ａとの各検出信号及びセンサ
１Ｂと２Ｂとの各検出信号は、その捩じれ角度に応じた
電圧差ΔＶが生じるので、その電圧差ΔＶを信号処理部
１１により演算することにより、その捩じれ角度が求ま
り、その操舵トルクを示すトルク信号を出力することが
出来る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したトルク検出装
置では、センサ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂの各検出信号Ｖ
１Ａ，Ｖ２Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂ（センサ出力）は、図２
に示すように、ピーク付近及びボトム付近が直線ではな
い。その為、下限閾値及び上限閾値間の範囲内にあるか
否かを判定することにより、直線領域にある検出信号を
ＭＲセンサ１，２のそれぞれで選択し、操舵トルクは、
Ｖ１Ａ−Ｖ２Ａ又はＶ１Ｂ−Ｖ２Ｂにより与えられる。

【００１０】但し、これは、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ２Ａ又
は検出信号Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂのように、同一位相の検出信
号が揃って直線領域にあって選択された場合であり、ス
テアリングホイール４に操舵トルクが加えられ、トーシ
ョンバー５に捩じれ角度が生じている場合は、検出信号
Ｖ１Ａ，Ｖ２Ａの切換えタイミング及び検出信号Ｖ１
Ｂ，Ｖ２Ｂの切換えタイミングは、捩じれ角度分異なる
ことになるので、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ２Ｂ又は検出信号
Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ａのように選択される場合が生じ、正しい
操舵トルクを演算することが出来ないという問題があ
る。

【００１１】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、第１〜３発明では、検出手段の検出
信号が直線領域内にない場合でも、正しくトルクを演算
することが出来るトルク検出装置を提供することを目的
とする。第４発明では、第１〜３発明に係るトルク検出
装置を備えた舵取装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係るトルク検
出装置は、回転体と、該回転体が回転するに従って、検
出される部位が周期的及び連続的に変化すべく、前記回
転体に設けられた複数のターゲットと、該ターゲットの
部位を検出する第１検出手段と、該第１検出手段が出力
する検出信号と位相が略電気角１８０°異なる検出信号
を出力すべく、前記ターゲットの部位を検出する第２検
出手段とを、トーションバーにより連結された入力軸及
び出力軸にそれぞれ備え、前記第１検出手段又は第２検
出手段が検出した部位の前記トーションバーに生じた捩
れによる差に基づき、前記入力軸に加わるトルクを検出
するトルク検出装置であって、前記各検出手段がそれぞ
れ検出した部位を示す各検出信号の内、所定範囲内にあ
る２検出信号を選択する選択手段と、該選択手段が前記
第１検出手段又は第２検出手段の何れかの２検出信号を
選択した場合に、選択した２検出信号の差を演算する手
段とを備え、該手段が演算した差に基づき前記トルクを
検出すべくなしてあることを特徴とする。

【００１３】このトルク検出装置では、トーションバー
により連結された入力軸及び出力軸が、回転体と、回転
体が回転するに従って、検出される部位が周期的及び連
続的に変化すべく、回転体に設けられた複数のターゲッ
トと、ターゲットの部位を検出する第１検出手段と、第
１検出手段が出力する検出信号と位相が略電気角１８０
°異なる検出信号を出力すべく、ターゲットの部位を検
出する第２検出手段とをそれぞれ備えており、第１検出
手段又は第２検出手段が検出した部位のトーションバー
に生じた捩れによる差に基づき、入力軸に加わるトルク
を検出する。

【００１４】選択手段が、各検出手段がそれぞれ検出し
た部位を示す各検出信号の内、所定範囲内にある２検出
信号を選択する。演算する手段は、選択手段が第１検出
手段又は第２検出手段の何れかの２検出信号を選択した
場合に、選択した２検出信号の差を演算し、演算する手
段が演算した差に基づき、入力軸に加わるトルクを検出
する。これにより、検出手段の検出信号が直線領域内に
ない場合でも、正しくトルクを演算することが出来るト
ルク検出装置を実現することが出来る。

【００１５】第２発明に係るトルク検出装置は、前記選
択手段が前記第１検出手段及び第２検出手段の検出信号
からそれぞれ１検出信号を選択した場合に、前記第１検
出手段及び第２検出手段の各２検出信号の差を演算する
手段と、該手段が演算した２つの差の符号が同じか否か
を判定する判定手段と、該判定手段が同じと判定した場
合に、前記２つの差の各絶対値の大小を判定する手段と
を更に備え、該手段が大きいと判定した差に基づき前記
トルクを検出すべくなしてあることを特徴とする。

【００１６】このトルク検出装置では、演算する手段
が、選択手段が第１検出手段及び第２検出手段の検出信
号からそれぞれ１検出信号を選択した場合に、第１検出
手段及び第２検出手段の各２検出信号の差を演算し、判
定手段が、その演算した２つの差の符号が同じか否かを
判定する。判定する手段は、判定手段が同じと判定した
場合に、２つの差の各絶対値の大小を判定し、判定する
手段が大きいと判定した差に基づき、入力軸に加わるト
ルクを検出する。これにより、検出手段の検出信号が直
線領域内にない場合でも、正しくトルクを演算すること
が出来るトルク検出装置を実現することが出来る。

【００１７】第３発明に係るトルク検出装置は、前記判
定手段が２つの差の符号は同じでないと判定したとき
は、前回サンプリング時に検出した前記トルクと同じ符
号を有する方の差に基づき前記トルクを検出すべくなし
てあることを特徴とする。

【００１８】このトルク検出装置では、判定手段が２つ
の差の符号は同じでないと判定したときは、前回サンプ
リング時に検出したトルクと同じ符号を有する方の差に
基づき、入力軸に加わるトルクを検出するので、検出手
段の検出信号が直線領域内にない場合でも、正しくトル
クを演算することが出来るトルク検出装置を実現するこ
とが出来る。

【００１９】第４発明に係る舵取装置は、操舵輪に繋が
る入力軸と、前記操舵輪に加わる操舵トルクに基づき駆
動制御される操舵補助用の電動モータと、該電動モータ
に連動する出力軸と、前記入力軸及び該出力軸を連結す
るトーションバーと、前記入力軸に加わる操舵トルクを
検出する請求項１〜３の何れかに記載されたトルク検出
装置とを備え、該トルク検出装置が検出した操舵トルク
に基づき操舵補助すべくなしてあることを特徴とする。

【００２０】この舵取装置では、入力軸が操舵輪に繋が
り、操舵補助用の電動モータが操舵輪に加わる操舵トル
クに基づき駆動制御され、出力軸が電動モータに連動す
る。トーションバーが入力軸及び出力軸を連結し、請求
項１〜３の何れかに記載されたトルク検出装置が、入力
軸に加わる操舵トルクを検出し、そのトルク検出装置が
検出した操舵トルクに基づき操舵補助する。これによ
り、検出手段の検出信号が直線領域内にない場合でも、
正しくトルクを演算することが出来るトルク検出装置を
備えた舵取装置を実現することが出来る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、本発明に係るトルク検出装置の
実施の形態の要部構成例を模式的に示した模式図であ
る。このトルク検出装置は、舵取装置に使用した場合を
示しており、上端部にステアリングホイール４が連結さ
れ、下端部にトーションバー５が連結されたステアリン
グシャフトの上部軸２３（入力軸）の中間部６（回転
体）の周面に沿って、所定の傾斜角を有する磁性材から
なる例えば１０本の突起物７（ターゲット）を設けてあ
る。また、上部軸２３が回転したときに、上部軸２３の
軸方向に移動する突起物７の近接する部位を検出する為
に、ＭＲセンサ１（磁気抵抗効果素子）が中間部６と適
当な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動かない部位
に固定されている。

【００２２】ステアリングシャフトの下部軸１８（出力
軸）は、上端部がトーションバー５に連結され、下端部
がピニオン１０に連結されている。上部軸２３と同様
に、下部軸１８の中間部８（回転体）の周面に沿って、
所定の傾斜角を有する磁性材からなる例えば１０本の突
起物９（ターゲット）を設けてある。また、下部軸１８
が回転したときに、下部軸１８の軸方向に移動する突起
物９の近接する部位を検出する為に、ＭＲセンサ２（磁
気抵抗効果素子）が下部軸１８と適当な隙間を空けて平
行に設けられ、車体の動かない部位に固定されている。

【００２３】ＭＲセンサ１は、電気角が１８０°異なる
センサ１Ａ（第１検出手段）及びセンサ１Ｂ（第２検出
手段）を内蔵しており、センサ１Ａ，１Ｂがそれぞれ検
出した突起物７の近接する部位を示す検出信号Ｖ１Ａ，
Ｖ１Ｂはそれぞれ信号処理部１１に与えられる。ＭＲセ
ンサ２は、電気角が１８０°異なるセンサ２Ａ（第１検
出手段）及びセンサ２Ｂ（第２検出手段）を内蔵してお
り、センサ２Ａ，２Ｂがそれぞれ検出した突起物７の近
接する部位を示す検出信号Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂはそれぞれ信
号処理部１１に与えられる。

【００２４】ＭＲセンサ１，２は、ステアリングホイー
ル４に操舵トルクが加わらず、トーションバー５が捩じ
れていない状態で、図２に示すように、検出信号Ｖ１
Ａ，Ｖ２Ａ（センサ出力）が同位相となり、また、検出
信号Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂ（センサ出力）が同位相となるよう
に設けられている。トーションバー５の捩じれ角度は高
々数度であり、信号処理部１１は、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ
２Ａ又は検出信号Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂの差に基づき、操舵ト
ルクを演算しそのトルク信号を出力する。

【００２５】ここで、図２において、上限閾値及び下限
閾値は、検出信号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂの少なくとも何れか一
方及び検出信号Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂの少なくとも何れか一方
が、上限閾値及び下限閾値間の範囲内の直線領域に含ま
れるように定めてある。各センサの検出信号の直線領域
は、電気角２３４°としてあり、これは、２つのセンサ
１Ａ，１Ｂ間及び２Ａ，２Ｂ間で互いに非直線領域を補
う為の１８０°、トルクによる位相差が発生した状態で
直線領域を確保する為の４０°（ストッパー機械角４
°）、及びセッティング等の公差αを考慮して、１８０
°＋４０°＋α＝２３４°（３６０°の６５％）により
定めてある。

【００２６】以下に、このような構成のトルク検出装置
の動作を説明する。このトルク検出装置は、上部軸２３
及び下部軸１８が３６°回転する都度、センサ１Ａ，１
Ｂ及びセンサ２Ａ，２Ｂの各検出面に最近接する突起物
７及び突起物９が、上部軸２３及び下部軸１８の軸方向
に往復移動する。センサ１Ａ，１Ｂ及びセンサ２Ａ，２
Ｂの各検出面に最近接する突起物７及び突起物９の、上
部軸２３及び下部軸１８の軸方向の部位と、上部軸２３
及び下部軸１８の回転角度とは対応させることが出来
る。

【００２７】ここで、ステアリングホイール４に操舵ト
ルクが加えられ、トーションバー５に捩じれ角度が生じ
ていれば、センサ１Ａと２Ａとの各検出信号及びセンサ
１Ｂと２Ｂとの各検出信号は、その捩じれ角度に応じた
電圧差ΔＶが生じるので、その電圧差ΔＶを信号処理部
１１により演算することにより、その捩じれ角度が求ま
り、その操舵トルクを示すトルク信号を出力することが
出来る。

【００２８】図３、図４は、このトルク検出装置のトル
ク演算動作を示すフローチャートである。以下に、この
フローチャートを参照しながら、トルク演算動作を説明
する。このトルク検出装置の信号処理部１１は、先ず、
読込んだ検出信号Ｖ１Ａが下限閾値及び上限閾値間の範
囲内（所定範囲内）にあるか否かを判定し（Ｓ２）、下
限閾値及び上限閾値間の範囲内にあれば、読込んだ検出
信号Ｖ１Ｂが下限閾値及び上限閾値間の範囲内にあるか
否かを判定する（Ｓ４）。

【００２９】信号処理部１１は、検出信号Ｖ１Ｂが下限
閾値及び上限閾値間の範囲内にあれば（Ｓ４）、読込ん
だ検出信号Ｖ２Ａが下限閾値及び上限閾値間の範囲内に
あるか否かを判定し（Ｓ６）、下限閾値及び上限閾値間
の範囲内にあれば、読込んだ検出信号Ｖ２Ｂが下限閾値
及び上限閾値間の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ
８）。信号処理部１１は、読込んだ検出信号Ｖ２Ｂが下
限閾値及び上限閾値間の範囲内にあれば（Ｓ８）、トル
クＡ＝Ｖ１Ａ−Ｖ２Ａ，トルクＢ＝Ｖ１Ｂ−Ｖ２Ｂを演
算する（Ｓ１０）。

【００３０】信号処理部１１は、読込んだ検出信号Ｖ１
Ａが下限閾値及び上限閾値間の範囲内になければ（Ｓ
２）、センサ１Ａの検出信号Ｖ１Ａは直線領域ではない
として、入力軸側のＭＲセンサ１の中でセンサ１Ｂを選
択した後（Ｓ２８）、読込んだ検出信号Ｖ２Ａが下限閾
値及び上限閾値間の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ
６）。信号処理部１１は、読込んだ検出信号Ｖ１Ｂが下
限閾値及び上限閾値間の範囲内になければ（Ｓ４）、セ
ンサ１Ｂの検出信号Ｖ１Ｂは直線領域ではないとして、
入力軸側のＭＲセンサ１の中でセンサ１Ａを選択した後
（Ｓ３０）、読込んだ検出信号Ｖ２Ａが下限閾値及び上
限閾値間の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ６）。

【００３１】信号処理部１１は、読込んだ検出信号Ｖ２
Ａが下限閾値及び上限閾値間の範囲内になければ（Ｓ
６）、センサ２Ａの検出信号Ｖ２Ａは直線領域ではない
として、出力軸側のＭＲセンサ２の中でセンサ２Ｂを選
択した後（Ｓ３２）、トルクＡ＝Ｖ１Ａ−Ｖ２Ａ，トル
クＢ＝Ｖ１Ｂ−Ｖ２Ｂを演算する（Ｓ１０）。信号処理
部１１は、読込んだ検出信号Ｖ２Ｂが下限閾値及び上限
閾値間の範囲内になければ（Ｓ８）、センサ２Ｂの検出
信号Ｖ２Ｂは直線領域ではないとして、出力軸側のＭＲ
センサ２の中でセンサ２Ａを選択した後（Ｓ３４）、ト
ルクＡ＝Ｖ１Ａ−Ｖ２Ａ，トルクＢ＝Ｖ１Ｂ−Ｖ２Ｂを
演算する（Ｓ１０）。

【００３２】次に、信号処理部１１は、入力軸側及び出
力軸側で選択したセンサがセンサ１Ａ及びセンサ２Ａ
（第１検出手段）であるか否かを判定し（Ｓ１２）、選
択したセンサがセンサ１Ａ及びセンサ２Ａでなければ、
入力軸側及び出力軸側で選択したセンサがセンサ１Ｂ及
びセンサ２Ｂ（第２検出手段）であるか否かを判定する
（Ｓ１４）。

【００３３】信号処理部１１は、入力軸側及び出力軸側
で選択したセンサがセンサ１Ｂ及びセンサ２Ｂ（第２検
出手段）でなければ（Ｓ１４）、演算した（Ｓ１０）ト
ルクＡ，Ｂが共に０以上で同符号（正）であるか否かを
判定し（Ｓ１６）、同符号（正）でなければ、演算した
（Ｓ１０）トルクＡ，Ｂが共に０未満で同符号（負）で
あるか否かを判定する（Ｓ１８）。

【００３４】信号処理部１１は、演算した（Ｓ１０）ト
ルクＡ，Ｂが共に０未満で同符号（負）でなければ（Ｓ
１８）、前回サンプリング時に演算したトルクが正であ
るか否かを判定し（Ｓ２０）、トルクが正でなければ、
前回サンプリング時に演算したトルクが負であるか否か
を判定する（Ｓ２２）。信号処理部１１は、前回サンプ
リング時に演算したトルクが負でなければ（Ｓ２２）、
今回サンプリング時のトルクを０として出力した後（Ｓ
２４）、トルク０を前回サンプリング時のトルクに置換
え（Ｓ２６）リターンする。

【００３５】ここで、図６に示すように、トルクＡ，Ｂ
が同符号でない場合、サンプリング周期の間に符号が変
わる程にトルクが大きく変化することはないとして、ト
ルクＡ，Ｂの内、前回サンプリング時のトルクと同一符
号である方を、今回サンプリング時のトルクとしてあ
る。

【００３６】信号処理部１１は、入力軸側及び出力軸側
で選択したセンサがセンサ１Ａ及びセンサ２Ａ（第１検
出手段）であれば（Ｓ１２）、今回サンプリング時のト
ルクをトルクＡとして出力した後（Ｓ４６）、トルクＡ
を前回サンプリング時のトルクに置換え（Ｓ２６）リタ
ーンする。信号処理部１１は、入力軸側及び出力軸側で
選択したセンサがセンサ１Ｂ及びセンサ２Ｂ（第２検出
手段）であれば（Ｓ１４）、今回サンプリング時のトル
クをトルクＢとして出力した後（Ｓ４４）、トルクＢを
前回サンプリング時のトルクに置換え（Ｓ２６）リター
ンする。

【００３７】信号処理部１１は、演算した（Ｓ１０）ト
ルクＡ，Ｂが共に０以上で同符号（正）であれば（Ｓ１
６）、トルクＡ，Ｂの大小を判定し（Ｓ３６）、トルク
Ｂが大きければ、今回サンプリング時のトルクをトルク
Ｂとして出力した後（Ｓ４４）、トルクＢを前回サンプ
リング時のトルクに置換え（Ｓ２６）リターンする。信
号処理部１１は、トルクＡ，Ｂの大小を判定し（Ｓ３
６）、トルクＡが大きければ、今回サンプリング時のト
ルクをトルクＡとして出力した後（Ｓ４６）、トルクＡ
を前回サンプリング時のトルクに置換え（Ｓ２６）リタ
ーンする。

【００３８】信号処理部１１は、演算した（Ｓ１０）ト
ルクＡ，Ｂが共に０未満で同符号（負）であれば（Ｓ１
８）、トルクＡ，Ｂの大小を判定し（Ｓ３８）、トルク
Ｂが大きければ、今回サンプリング時のトルクをトルク
Ａとして出力した後（Ｓ４６）、トルクＡを前回サンプ
リング時のトルクに置換え（Ｓ２６）リターンする。信
号処理部１１は、トルクＡ，Ｂの大小を判定し（Ｓ３
８）、トルクＡが大きければ、今回サンプリング時のト
ルクをトルクＢとして出力した後（Ｓ４４）、トルクＢ
を前回サンプリング時のトルクに置換え（Ｓ２６）リタ
ーンする。

【００３９】ここで、図５に示すように、トルクＡ，Ｂ
が同符号である場合、直線領域でない検出信号により演
算された側のトルクの絶対値は小さくなると考えて、ト
ルクＡ，Ｂの内、絶対値の大きい方を、今回サンプリン
グ時のトルクとしてある。

【００４０】信号処理部１１は、前回サンプリング時に
演算したトルクが正であれば（Ｓ２０）、トルクＡが０
以上であるか否かを判定し（Ｓ４０）、０以上であれ
ば、今回サンプリング時のトルクをトルクＡとして出力
した後（Ｓ４６）、トルクＡを前回サンプリング時のト
ルクに置換え（Ｓ２６）リターンする。信号処理部１１
は、トルクＡが０以上でなければ（Ｓ４０）、今回サン
プリング時のトルクをトルクＢとして出力した後（Ｓ４
４）、トルクＢを前回サンプリング時のトルクに置換え
（Ｓ２６）リターンする。

【００４１】信号処理部１１は、前回サンプリング時に
演算したトルクが負であれば（Ｓ２２）、トルクＡが０
以上であるか否かを判定し（Ｓ４２）、０以上であれ
ば、今回サンプリング時のトルクをトルクＢとして出力
した後（Ｓ４４）、トルクＢを前回サンプリング時のト
ルクに置換え（Ｓ２６）リターンする。信号処理部１１
は、トルクＡが０以上でなければ（Ｓ４２）、今回サン
プリング時のトルクをトルクＡとして出力した後（Ｓ４
６）、トルクＡを前回サンプリング時のトルクに置換え
（Ｓ２６）リターンする。

【００４２】実施の形態２．図７は、本発明に係る舵取
装置の実施の形態２の要部構成を示す縦断面図である。
この舵取装置は、上端部にステアリングホイール４（操
舵輪）が取付けられる上部軸２３を備え、上部軸２３の
下端部には、第１ダウエルピン１４を介して筒状の入力
軸１５及びこれの内側に挿入されるトーションバー５の
上端部が連結されている。トーションバー５の下端部に
は、第２ダウエルピン１７を介して筒状の出力軸１８が
連結されており、上部軸２３、入力軸１５及び出力軸１
８が軸受１９，２０，２１を介してハウジング２２内に
それぞれ回転が可能に支持されている。

【００４３】このハウジング２２内には、前記トーショ
ンバー５を介して連結される入力軸１５及び出力軸１８
の相対変位量により操舵トルクを検出するトルク検出装
置１３と、トルク検出装置１３の検出結果に基づいて駆
動される操舵補助用の電動モータ２４の回転を減速し
て、前記出力軸１８に伝達する減速機構２５とを備え、
ステアリングホイール４の回転に応じた舵取機構の動作
を前記電動モータ２４の回転により補助し、舵取の為の
運転者の労力負担を軽減するように構成されている。出
力軸１８の下端部は、ユニバーサルジョイントを介して
ラックピニオン式の舵取機構に連結されている。

【００４４】トルク検出装置１３は、前記入力軸１５の
周面６（回転体）に沿って、所定の傾斜角を有する磁性
材からなる例えば１０本の突起物７（ターゲット）を等
間隔に設けてあり、入力軸１５が回転したときに、入力
軸１５の軸方向に移動する突起物７の近接する部位を検
出する為に、ＭＲセンサ１（磁気抵抗効果素子）が入力
軸１５と適当な隙間を空けて平行に設けられ、車体の動
かない部位に固定されている。ＭＲセンサ１は、電気角
が１８０°異なる２つのセンサを内蔵しており、２つの
センサがそれぞれ検出した突起物７の近接する部位を示
す検出信号は、それぞれ図示しない信号処理部に与えら
れる。

【００４５】出力軸１８は、入力軸１５と同様に、出力
軸１８の周面８（回転体）に沿って、所定の傾斜角を有
する磁性材からなる例えば１０本の突起物９（ターゲッ
ト）を等間隔に設けてある。また、出力軸１８が回転し
たときに、出力軸１８の軸方向に移動する突起物９の近
接する部位を検出する為に、ＭＲセンサ２（磁気抵抗効
果素子）が出力軸１８と適当な隙間を空けて平行に設け
られ、車体の動かない部位に固定されている。ＭＲセン
サ２は、電気角が１８０°異なる２つのセンサを内蔵し
ており、２つのセンサがそれぞれ検出した突起物９の近
接する部位を示す検出信号は、それぞれ図示しない信号
処理部に与えられる。

【００４６】以下に、このような構成の舵取装置の動作
を説明する。トーションバー５が捩れずに入力軸１５及
び出力軸１８が回転する場合には、入力軸１５、出力軸
１８及びトーションバー５は一体的に回転する。入力軸
１５及び出力軸１８が回転するのに応じて、ＭＲセンサ
１及び２の各２つのセンサの検出面に最近接する突起物
７及び９が、入力軸１５及び出力軸１８の軸方向に移動
する。突起物７及び９は、入力軸１５及び出力軸１８の
周面６及び８に沿わせて、所定の傾斜角を有して等間隔
に設けてあるので、ＭＲセンサ１及び２の各２つのセン
サの検出面に最近接する突起物７及び９の、入力軸１５
及び出力軸１８の軸方向の部位と、入力軸１５及び出力
軸１８の回転角度とを対応させることが出来る。

【００４７】ステアリングホイール４に操舵トルクが加
えられ、トーションバー５が捩れて入力軸１５及び出力
軸１８が回転する場合には、ＭＲセンサ１及び２の各セ
ンサの検出信号は、その捩じれ角度に応じた電圧差が生
じる。ＭＲセンサ１及び２の各２つのセンサの検出信号
は、各出力ケーブルを通じて、図示しない信号処理部に
与えられ、信号処理部は、実施の形態１において説明し
たように、各センサの検出信号を選択し、選択した検出
信号により算出された操舵トルクに応じた信号を出力す
ることが出来る。

【００４８】

【発明の効果】第１〜３発明に係るトルク検出装置によ
れば、検出手段の検出信号が直線領域内にない場合で
も、正しくトルクを演算することが出来るトルク検出装
置を実現することが出来る。

【００４９】第４発明に係る舵取装置によれば、検出手
段の検出信号が直線領域内にない場合でも、正しくトル
クを演算することが出来るトルク検出装置を備えた舵取
装置を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトルク検出装置の実施の形態の要
部構成例を模式的に示した模式図である。

【図２】本発明に係るトルク検出装置の各センサの各検
出信号を示す波形図である。

【図３】本発明に係るトルク検出装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図４】本発明に係るトルク検出装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図５】本発明に係るトルク検出装置の動作を説明する
為の説明図である。

【図６】本発明に係るトルク検出装置の動作を説明する
為の説明図である。

【図７】本発明に係る舵取装置の実施の形態２の要部構
成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１，２ ＭＲセンサ（磁気抵抗効果素子） １Ａ，２Ａ センサ（第１検出手段） １Ｂ，２Ｂ センサ（第２検出手段） ４ ステアリングホイール（操舵輪） ５ トーションバー ６，８ 中間部（回転体） ７，９ 突起物（ターゲット） １１ 信号処理部 １３ トルク検出装置 １５ 入力軸 １８ 下部軸（出力軸） ２３ 上部軸（入力軸） ２４ 電動モータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体と、該回転体が回転するに従っ
   て、検出される部位が周期的及び連続的に変化すべく、
   前記回転体に設けられた複数のターゲットと、該ターゲ
   ットの部位を検出する第１検出手段と、該第１検出手段
   が出力する検出信号と位相が略電気角１８０°異なる検
   出信号を出力すべく、前記ターゲットの部位を検出する
   第２検出手段とを、トーションバーにより連結された入
   力軸及び出力軸にそれぞれ備え、前記第１検出手段又は
   第２検出手段が検出した部位の前記トーションバーに生
   じた捩れによる差に基づき、前記入力軸に加わるトルク
   を検出するトルク検出装置であって、 前記各検出手段がそれぞれ検出した部位を示す各検出信
   号の内、所定範囲内にある２検出信号を選択する選択手
   段と、該選択手段が前記第１検出手段又は第２検出手段
   の何れかの２検出信号を選択した場合に、選択した２検
   出信号の差を演算する手段とを備え、該手段が演算した
   差に基づき前記トルクを検出すべくなしてあることを特
   徴とするトルク検出装置。
2. 【請求項２】 前記選択手段が前記第１検出手段及び第
   ２検出手段の検出信号からそれぞれ１検出信号を選択し
   た場合に、前記第１検出手段及び第２検出手段の各２検
   出信号の差を演算する手段と、該手段が演算した２つの
   差の符号が同じか否かを判定する判定手段と、該判定手
   段が同じと判定した場合に、前記２つの差の各絶対値の
   大小を判定する手段とを更に備え、該手段が大きいと判
   定した差に基づき前記トルクを検出すべくなしてある請
   求項１記載のトルク検出装置。
3. 【請求項３】 前記判定手段が２つの差の符号は同じで
   ないと判定したときは、前回サンプリング時に検出した
   前記トルクと同じ符号を有する方の差に基づき前記トル
   クを検出すべくなしてある請求項２記載のトルク検出装
   置。
4. 【請求項４】 操舵輪に繋がる入力軸と、前記操舵輪に
   加わる操舵トルクに基づき駆動制御される操舵補助用の
   電動モータと、該電動モータに連動する出力軸と、前記
   入力軸及び該出力軸を連結するトーションバーと、前記
   入力軸に加わる操舵トルクを検出する請求項１〜３の何
   れかに記載されたトルク検出装置とを備え、該トルク検
   出装置が検出した操舵トルクに基づき操舵補助すべくな
   してあることを特徴とする舵取装置。