專(zhuān)利名稱(chēng)：轉(zhuǎn)矩傳感器以及動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)矩傳感器以及動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載地，在汽車(chē)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，通過(guò)轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)駕駛員旋轉(zhuǎn)操作方向盤(pán)的掌舵轉(zhuǎn)矩，將基于該掌舵轉(zhuǎn)矩計(jì)算出的掌舵輔助力施加給掌舵系統(tǒng)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的轉(zhuǎn)矩傳感器經(jīng)由扭桿將第一軸和第二軸連接，并且在第一軸和第二軸上分別設(shè)置解算器，基于由上述兩解算器檢測(cè)出的第一軸與第二軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)量即上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量，計(jì)算經(jīng)由上述扭桿傳遞的轉(zhuǎn)矩。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :(日本)特開(kāi)2010-286310號(hào)公報(bào) 但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，對(duì)于將上述兩解算器的特性適用于轉(zhuǎn)矩傳感器未作任何探討，因此留有改善的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，其目的特別在于提供一種適用上述兩解算器的特性的轉(zhuǎn)矩傳感器以及動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。在本發(fā)明第一方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，包括旋轉(zhuǎn)軸，其具有通過(guò)扭桿相互連接的第一軸以及第二軸，由所述扭桿的扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的所述第一軸與所述第二軸的相對(duì)角的最大值被限制在A度；第一解算器，其由第一解算器轉(zhuǎn)子和第一解算器定子構(gòu)成，所述第一解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第一軸且與所述第一軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第一解算器定子輸出所述第一解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X1為X1 < 360/A范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)；第二解算器，其由第二解算器轉(zhuǎn)子和第二解算器定子構(gòu)成，所述第二解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第二軸且與所述第二軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第二解算器定子輸出所述第二解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X2為X2 < 360/A范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)；E⑶，其具有微型計(jì)算機(jī)； 轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路，其設(shè)于所述E⑶，基于所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)計(jì)算所述第一軸的旋轉(zhuǎn)角即第一旋轉(zhuǎn)角，基于所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)計(jì)算所述第二軸的旋轉(zhuǎn)角即第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角的相位差計(jì)算在所述第一軸與所述第二軸之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由于伴隨扭桿的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的第一解算器的輸出信號(hào)與第二解算器的輸出信號(hào)的相位差不超過(guò)一周期，故而能夠抑制轉(zhuǎn)矩的誤檢測(cè)。在本發(fā)明第二方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 36000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 36000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，能夠得到0. Oldeg. /digit以上的微型計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)矩的解析能力，能夠進(jìn)行更加流暢的電動(dòng)機(jī)控制。在本發(fā)明第三方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 60000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 60000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，能夠得到0. 006deg. /digit以上的微型計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)矩的解析能力，能夠進(jìn)行更加流暢的電動(dòng)機(jī)控制。在本發(fā)明第四方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，具有低通濾波器，其設(shè)置在從所述轉(zhuǎn)矩傳感器經(jīng)由所述微型計(jì)算機(jī)至所述開(kāi)關(guān)電路的電路上，將規(guī)定頻率F赫茲以上的信號(hào)截止，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1彡360 X F/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 360XF/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
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根據(jù)本發(fā)明的第四方面，由于低通濾波器的截止頻率比微型計(jì)算機(jī)中的轉(zhuǎn)矩的解析能力低，故而能夠由低通濾波器消除電動(dòng)機(jī)控制的階躍感，能夠進(jìn)行更加流暢的電動(dòng)機(jī)控制。在本發(fā)明第五方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)一致的所述第一正弦波信號(hào)，所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)一致的所述第一余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，由于能夠增大相對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩變化的第一旋轉(zhuǎn)角與第二旋轉(zhuǎn)角的相位差，故而能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)精度。在本發(fā)明第六方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，所述微型計(jì)算機(jī)對(duì)所述第一正弦波信號(hào)或所述第二正弦波信號(hào)進(jìn)行修正，以使所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零的狀態(tài)下的所述第一正弦波信號(hào)的相位與所述第二正弦波信號(hào)的相位一致，并且對(duì)所述第一余弦波信號(hào)或所述第二余弦波信號(hào)進(jìn)行修正，以使所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零的狀態(tài)下的所述第一余弦波信號(hào)的相位與所述第二余弦波信號(hào)的相位一致。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，通過(guò)由被輸入第一、第二正弦波信號(hào)以及第一、第二余弦波信號(hào)的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行上述修正，能夠?qū)崿F(xiàn)控制電路的簡(jiǎn)單化。在本發(fā)明第七方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)規(guī)定量D的所述第一正弦波信號(hào)，所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)所述規(guī)定量D的所述第一余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，由于能夠增大相對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩變化的第一旋轉(zhuǎn)角與第二旋轉(zhuǎn)角的相位差，能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)精度。在本發(fā)明第八方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1
<360/(A+D)范圍的所述第一正弦波信號(hào)和所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 < 360/(A+D)范圍的所述第二正弦波信號(hào)和所述第二余弦波信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，即使包含中立狀態(tài)的相位差量，由扭桿的扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的第一解算器的輸出信號(hào)與第二解算器的輸出信號(hào)的相位差也不超過(guò)一周期。在本發(fā)明第九方面的轉(zhuǎn)矩傳感器中，所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?左切)，在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c所述第一方向相反的方向即第二方向(右切)。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，能夠判斷轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生方向。在本發(fā)明第十方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，包括旋轉(zhuǎn)軸，其具有傳遞來(lái)自方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)力的第一軸、經(jīng)由扭桿與所述輸入軸連接且對(duì)轉(zhuǎn)舵輪傳遞所述旋轉(zhuǎn)力的第二軸，由所述扭桿的扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的所述第一軸與所述第二軸的相對(duì)角的最大值被限制在A度；第一解算器，其由第一解算器轉(zhuǎn)子和第一解算器定子構(gòu)成，所述第一解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第一軸且與所述第一軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第一解算器定子輸出所述第一解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X1為X1 < 360/A范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)；第二解算器，其由第二解算器轉(zhuǎn)子和第二解算器定子構(gòu)成，所述第二解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第二軸且與所述第二軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第二解算器定子輸出所述第二解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X2為X2 < 360/A范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)；E⑶，其具有微型計(jì)算機(jī)；轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路，其設(shè)于所述E⑶，基于所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)計(jì)算所述第一軸的旋轉(zhuǎn)角即第一旋轉(zhuǎn)角，基于所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)計(jì)算所述第二軸的旋轉(zhuǎn)角即第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角的相位差計(jì)算在所述第一軸與所述第二軸之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)，其基于所述轉(zhuǎn)矩進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，對(duì)所述轉(zhuǎn)舵輪施加掌舵輔助力。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，由于伴隨扭桿的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的第一解算器的輸出信號(hào)與第二解算器的輸出信號(hào)的相位差不超過(guò)一周期，故而能夠抑制轉(zhuǎn)矩的誤檢測(cè)，能夠得到可靠性高的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。在本發(fā)明第十一方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 36000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 36000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，能夠得到0. Oldeg、. /digit以上的微型計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)矩的解析能力，能夠得到更加流暢的掌舵感。在本發(fā)明第十二方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 60000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 60000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，能夠得到0. 006deg. /digit以上的微型計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)矩的解析能力，能夠得到更加流暢的掌舵感。在本發(fā)明第十三方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，具有低通濾波器，其設(shè)置在從所述轉(zhuǎn)矩傳感器經(jīng)由所述微型計(jì)算機(jī)至所述開(kāi)關(guān)電路的電路上，將規(guī)定頻率F赫茲以上的信號(hào)截止，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1SX1 >360XF/2B范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 360XF/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，由于低通濾波器的截止頻率比微型計(jì)算機(jī)中的轉(zhuǎn)矩的解析能力低，故而能夠由低通濾波器消除電動(dòng)機(jī)控制的階躍感，能夠獲得更加流暢的掌舵 感。在本發(fā)明第十四方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)一致的所述第一正弦波信號(hào)，所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)一致的所述第一余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，能夠增大相對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩變化的第一旋轉(zhuǎn)角與第二旋轉(zhuǎn)角的相位差，能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)精度。在本發(fā)明第十五方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)規(guī)定量D的所述第一正弦波信號(hào)，所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)所述規(guī)定量D的所述第一余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，能夠增大相對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩變化的第一旋轉(zhuǎn)角與第二旋轉(zhuǎn)角的相位差，能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)精度。在本發(fā)明第十六方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?左切)，在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c所述第一方向相反的方向即第二方向(右切)。根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，能夠判斷轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生方向。在本發(fā)明第十七方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，包括旋轉(zhuǎn)軸，其具有傳遞來(lái)自方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)力的第一軸、經(jīng)由扭桿與所述輸入軸連接并且向轉(zhuǎn)舵輪傳遞所述旋轉(zhuǎn)力的第二軸；轉(zhuǎn)矩傳感器，其設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸；電動(dòng)機(jī)，其對(duì)所述轉(zhuǎn)舵輪施加掌舵輔助力；ECU，其對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，具有基于所述轉(zhuǎn)矩的輸出信號(hào)計(jì)算在所述第一軸與所述第二軸之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路、基于所述轉(zhuǎn)矩輸出用于所述電動(dòng)機(jī)的指令信號(hào)的位數(shù)B的微型計(jì)算機(jī)、基于所述指令信號(hào)被驅(qū)動(dòng)控制并且控制向所述電動(dòng)機(jī)的通電的開(kāi)關(guān)電路；低通濾波器，其設(shè)置在從所述轉(zhuǎn)矩傳感器經(jīng)由所述微型計(jì)算機(jī)至所述開(kāi)關(guān)電路的電路上，將規(guī)定頻率F赫茲以上的信號(hào)截止，所述轉(zhuǎn)矩傳感器具有第一解算器和第二解算器，所述第一解算器由第一解算器轉(zhuǎn)子和第一解算器定子構(gòu)成，所述第一解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第一軸且與所述第一軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第一解算器定子輸出所述第一解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X1為X1彡360XF/2b范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器由第二解算器轉(zhuǎn)子和第二解算器定子構(gòu)成，所述第二解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第二軸且與所述第二軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第二解算器定子輸出所述第二解算器轉(zhuǎn)子 每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X2為X2彡360XF/2b范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)；所述轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路基于所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)計(jì)算所述第一軸的旋轉(zhuǎn)角即第一旋轉(zhuǎn)角，基于所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)計(jì)算所述第二軸的旋轉(zhuǎn)角即第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角的相位差計(jì)算所述轉(zhuǎn)矩。在本發(fā)明第十八方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述旋轉(zhuǎn)軸的所述第一軸與所述第二軸的相對(duì)角的最大值被限制在A度，所述第一解算器定子輸出振幅數(shù)X1為X1 < 360/A范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 < 360/A范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，由于伴隨扭桿的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的第一解算器的輸出信號(hào)與第二解算器的輸出信號(hào)的相位差不超過(guò)一周期，故而能夠抑制轉(zhuǎn)矩的誤檢測(cè)，能夠得到可靠性高的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。在本發(fā)明第十九方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)一致的所述第一正弦波信號(hào)，所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)一致的所述第一余弦波信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，能夠增大相對(duì)于實(shí)際轉(zhuǎn)矩變化的第一旋轉(zhuǎn)角與第二旋轉(zhuǎn)角的相位差，能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)精度。在本發(fā)明第二十方面的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?左切)，在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c所述第一方向相反的方向即第二方向(右切)。根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，能夠判斷轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生方向。


圖I是作為本發(fā)明實(shí)施方式表示動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的概略圖；圖2是表示轉(zhuǎn)矩傳感器的概略的剖面圖；圖3是兩解算器轉(zhuǎn)子的俯視圖；圖4是表示轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用ECU的功能的功能框圖；圖5(a) (b)中，(a)是表示輸入側(cè)解算器定子的旋轉(zhuǎn)位置和輸入側(cè)電氣角的關(guān)系的圖表，(b)是表示輸出側(cè)解算器定子的旋轉(zhuǎn)位置和輸出側(cè)電氣角的關(guān)系的圖表；圖6是表不掌航時(shí)的兩電氣角的關(guān)系的說(shuō)明圖；圖7是表不兩電氣角0 p 9 2和掌舵方向的關(guān)系的表； 圖8是詳細(xì)表示轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部的掌舵轉(zhuǎn)矩運(yùn)算處理的流程圖；圖9(a) (b)是表示圖I 圖8所示的實(shí)施方式的變形例的圖，(a)是表示輸入側(cè)解算器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和輸入側(cè)電氣角的關(guān)系的圖表，(b)是表示輸出側(cè)解算器轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和輸出側(cè)電氣角的關(guān)系的圖表。附圖標(biāo)記說(shuō)明2:小齒輪軸(旋轉(zhuǎn)軸)6 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部)8 :輸入軸(第一軸)9:輸出軸(第二軸)10 :扭桿12 :輸入側(cè)解算器(第一解算器)13 :輸出側(cè)解算器(第二解算器)19 :轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部21 :低通濾波器TS :轉(zhuǎn)矩傳感器M 電動(dòng)機(jī)W1、W2:轉(zhuǎn)舵輪
具體實(shí)施例方式圖I是作為本發(fā)明實(shí)施方式表示動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的概略圖。圖I所示的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置在由駕駛員旋轉(zhuǎn)操作方向盤(pán)SW時(shí)，該方向盤(pán)SW的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸I向作為旋轉(zhuǎn)軸的小齒輪軸2傳遞,并且該小齒輪軸2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成齒條軸3的直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)與齒條軸3兩端連接的左右轉(zhuǎn)舵輪W1、W2進(jìn)行轉(zhuǎn)舵。S卩，由小齒輪軸2和齒條軸3構(gòu)成手動(dòng)掌舵用的第一齒條小齒輪機(jī)構(gòu)4。在齒條軸3，經(jīng)由掌舵輔助用第二齒條小齒輪機(jī)構(gòu)7連接有掌舵輔助用E⑶5以及由作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)M。掌舵輔助用ECU5基于從設(shè)于小齒輪軸2的轉(zhuǎn)矩傳感器TS輸入的掌舵轉(zhuǎn)矩T向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6輸出驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)，從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6向電動(dòng)機(jī)M供給電力，由此，經(jīng)由第二齒條小齒輪機(jī)構(gòu)7將作為掌舵輔助力的電動(dòng)機(jī)M的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力向齒條軸3施加。
圖2是表示轉(zhuǎn)矩傳感器TS的概略的剖面圖。如圖2所示，小齒輪軸2在軸向上分割成傳遞方向盤(pán)SW的旋轉(zhuǎn)的作為第一軸的輸入軸8、與齒條軸3嚙合的作為第二軸的輸出軸9，并且該輸入軸8和輸出軸9分別形成中空狀，經(jīng)由設(shè)于兩軸8、9內(nèi)周側(cè)的扭桿10而相互同軸連接。雖然未作圖示，但扭桿10的軸向兩端部相對(duì)于兩軸8、9的內(nèi)周面分別不能相對(duì)旋轉(zhuǎn)地花鍵結(jié)合(★ > 一3 >結(jié)合)。由此，輸入軸8和輸出軸9能夠以扭桿10的扭轉(zhuǎn)而相對(duì)旋轉(zhuǎn)。輸入軸8相對(duì)于輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍通過(guò)未圖示的止擋機(jī)構(gòu)而限制在規(guī)定的范圍，并且輸入軸8在扭桿10的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)、換言之扭桿10的自由狀態(tài)下，位于上述相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍的中間位置。即，若將上述相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍設(shè)為A°，將扭桿10自由狀態(tài)時(shí)的輸入軸8相對(duì)于輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)位置設(shè)為零的話，輸入軸8在-A/2°至A/2°的范圍，相對(duì)于輸出軸9能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施方式中，將上述相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍設(shè)為12°，輸入軸8在自扭桿10的自由狀態(tài)左右分別6°的范圍，相對(duì)于輸出軸9能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在小齒輪軸2的外周側(cè)設(shè)有圍繞該小齒輪軸2外周側(cè)的殼體11，在該殼體11與輸入軸8之間作為第一解算器而設(shè)有檢測(cè)輸入軸8的旋轉(zhuǎn)位置的輸入側(cè)解算器12，并且檢·測(cè)輸出軸9的旋轉(zhuǎn)位置的輸出側(cè)解算器13作為第二解算器而設(shè)置在殼體11與輸出軸9之間。另外，殼體11固定在車(chē)體上。兩解算器12、13是僅在定子上設(shè)置線圈，在轉(zhuǎn)子上不設(shè)置線圈的公知的可變磁阻(VR)型的裝置，輸入側(cè)解算器12具有一體地嵌裝在輸入軸8外周面的第一解算器轉(zhuǎn)子即環(huán)狀的輸入側(cè)解算器轉(zhuǎn)子12a、經(jīng)由規(guī)定的徑向間隙外插在輸入側(cè)解算器轉(zhuǎn)子12a外周側(cè)且相對(duì)于殼體11固定的第一解算器定子即環(huán)狀的輸入側(cè)解算器定子12b。另一方面，輸出側(cè)解算器13具有一體地嵌裝在輸出軸9外周面的第二解算器轉(zhuǎn)子即環(huán)狀的輸出側(cè)解算器轉(zhuǎn)子13a、經(jīng)由規(guī)定的徑向間隙外插在輸出側(cè)解算器轉(zhuǎn)子13a外周側(cè)且相對(duì)于殼體11固定的第二解算器定子即環(huán)狀的輸出側(cè)解算器定子13b。眾所周知，輸入側(cè)解算器定子12b在輸入側(cè)解算器轉(zhuǎn)子12a每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)將Ii1周期的輸入側(cè)正弦波信號(hào)Sin 0 以及輸入側(cè)余弦波信號(hào)COS 0 !作為第一解算器輸出信號(hào)而分別輸出，另一方面，輸出側(cè)解算器定子13b在輸出側(cè)解算器轉(zhuǎn)子13a每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)將n2周期的輸出側(cè)正弦波sin 0 2以及輸出側(cè)余弦波cos 9 2作為第二解算器輸出信號(hào)而分別輸出。換言之，輸入側(cè)解算器12以軸倍角成為Ii1而構(gòu)成，輸出側(cè)解算器13以軸倍角成為n2而構(gòu)成。圖3是表示兩解算器轉(zhuǎn)子12a、13a的俯視圖。如圖3所示，在兩解算器轉(zhuǎn)子12a、13a的外周面，在周向上等間隔地形成與兩解算器12、13的軸倍角叫、n2對(duì)應(yīng)數(shù)量的突部14，兩解算器轉(zhuǎn)子12a、13a與兩解算器定子12b、13b之間的氣隙磁導(dǎo)(W 7° dm)對(duì)應(yīng)于兩解算器轉(zhuǎn)子12a、13a的旋轉(zhuǎn)位置而正弦波狀地變化。另外，在本實(shí)施方式中，將兩解算器轉(zhuǎn)子12a、13a形成為相互相同的形狀，使輸入側(cè)解算器12的軸倍角Ii1和輸出側(cè)解算器13的軸倍角n2相同。如圖2所示，兩正弦波信號(hào)sin 0 ^sin 0 2以及兩余弦波信號(hào)cos 0 ^cos 0 2被由位數(shù)為12位的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行后述的計(jì)算的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用ECU15獲取，轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用ECU15基于兩正弦波信號(hào)sin 0 ^sin 0 2以及兩余弦波信號(hào)cos 9 ^cos 0 2計(jì)算作用于扭桿10的掌舵轉(zhuǎn)矩T，并且將該掌舵轉(zhuǎn)矩T的信息作為轉(zhuǎn)矩檢測(cè)信號(hào)而輸出。圖4是表示轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用E⑶15的功能的功能框圖。如圖4所示，轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用ECU15包括對(duì)兩解算器12、13供給勵(lì)磁電壓的勵(lì)磁輸出部16 ;基于輸入側(cè)正弦波信號(hào)sin 0 I以及輸入側(cè)余弦波信號(hào)cos 0 I計(jì)算表不輸入軸8的旋轉(zhuǎn)位置的第一電氣角即輸入側(cè)電氣角0 的輸入側(cè)角度運(yùn)算部17 ;基于輸出側(cè)正弦波信號(hào)sin 0 2以及輸出側(cè)余弦波信號(hào)cos 9 2計(jì)算表示輸出軸9的旋轉(zhuǎn)位置的第二電氣角即輸出側(cè)電氣角e2的輸出側(cè)角度運(yùn)算部18;基于兩電氣角01、92計(jì)算作用于扭桿10的掌舵轉(zhuǎn)矩T的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19 ;根據(jù)扭桿10的自由狀態(tài)下的兩電氣角0 p 0 2的差修正掌舵轉(zhuǎn)矩T的中立修正部20 ;將被該中立修正部20修正后的掌舵轉(zhuǎn)矩T中的規(guī)定的截止頻率F以上的頻率成分除去的低通濾波器21。另外，在本實(shí)施方式中，將低通濾波器21的截止頻率F設(shè)定為IOOHz。輸入側(cè)角度運(yùn)算部17通過(guò)由輸入側(cè)正弦波信號(hào)sin 0 :以及輸入側(cè)余弦波信號(hào)cos Q1進(jìn)行反正切來(lái)計(jì)算輸入軸8的旋轉(zhuǎn)位置即輸入側(cè)電氣角G1，將該輸入側(cè)電氣角Q1作為輸入側(cè)位置檢測(cè)信號(hào)而向轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19輸出。另一方面，輸出側(cè)角度運(yùn)算部18通過(guò)由輸出側(cè)正弦波信號(hào)sin 0 2以及輸出側(cè)余弦波信號(hào)cos 0 2進(jìn)行反正切來(lái)計(jì)算輸出軸9的旋轉(zhuǎn)位置即輸出側(cè)電氣角02，將該輸出側(cè)電氣角92作為輸出側(cè)位置檢測(cè)信號(hào)而向轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19輸出。在此，在圖5(a)表示輸入側(cè)解算器轉(zhuǎn)子12a的旋轉(zhuǎn)位置和輸入側(cè)電氣角0 :的關(guān)系，在圖5(b)表示輸出側(cè)解算器轉(zhuǎn)子13a的旋轉(zhuǎn)位置和輸出側(cè)電氣角02的關(guān)系。另外，圖5(a)、(b)中的橫軸的0°是指扭桿10為自由狀態(tài)且轉(zhuǎn)舵輪Wl、W2朝向直進(jìn)方向的位置。如圖5(a)、(b)所不,輸入側(cè)電氣角9丨和輸出側(cè)電器角9 2表不在扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)為相互相同的值，并且輸入側(cè)電氣角9工在輸入側(cè)解算器轉(zhuǎn)子12a每旋轉(zhuǎn)(360/rO °時(shí)表不相同的值，輸出側(cè)電氣角9 2在輸出側(cè)解算器轉(zhuǎn)子13a每旋轉(zhuǎn)(360/n2) °時(shí)表不相同的值。并且，在構(gòu)成轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用ECU15的微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B的情況下，以滿足以下
(I)式的關(guān)系的方式構(gòu)成輸入側(cè)解算器12，并且以滿足以下(2)式的關(guān)系的方式構(gòu)成輸出側(cè)解算器13。36000/2b ^ nl < 360/A. . . (I)36000/2b 彡 n2 < 360/A. . (2)即，在本實(shí)施方式中，兩軸8、9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍A為12°，構(gòu)成轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用E⑶15的微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為12位，故而兩解算器12、13的軸倍角叫、n2分別為9以上且小于30，在圖3所示的例中，以兩解算器12、13的軸倍角叫、n2分別為25的方式形成兩解
算器轉(zhuǎn)子。關(guān)于上述(I)式及(2)式進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明，上述(I)式的36000/2b ( H1的條件以及上述(2)式的36000/2b ( n2的條件是為了能夠得到流暢的掌舵感覺(jué)，將輸入側(cè)解算器12對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力(360/ni)/2B以及輸出側(cè)解算器13對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力(360/ )/2B分別設(shè)為0.01° /digit以下的條件。另外，在使掌舵感覺(jué)更加流暢的基礎(chǔ)上，將上述(I)式以及(2)式中的36000/2b的項(xiàng)分別置換成60000/2b的項(xiàng)，使微型計(jì)算機(jī)中的兩解算器12、13對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力為0. 006° /digit以下為好。、
另外，上述⑴式中Ii1 < 360/A的條件為使第一電氣角0 I的一周期(360/rO比輸入軸8與輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍A大的條件，(2)式中n2 < 360/A的條件為使第二電氣角9 2的一周期(360/ )比輸入軸8與輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍A大的條件。因此，通過(guò)以滿足上述(I)、(2)式的關(guān)系構(gòu)成兩解算器12、13，輸入軸8相對(duì)于輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度即使在_A/2°至A/2°變化，兩電氣角0:、e2的相位差也不超過(guò)兩電氣角
Q2的一周期，另外，輸入軸8相對(duì)于輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度在_A/2°至A/2°變化的過(guò)程中，兩電氣角92的差不取得相同的值。圖6是表不扭桿10扭轉(zhuǎn)變形時(shí)、即掌航時(shí)的兩電氣角Q p 9 2的關(guān)系的說(shuō)明圖，圖7是表不兩電氣角0p Q2和掌舵方向的關(guān)系的表。更加詳細(xì)地說(shuō)明，如圖6、7所示，在扭桿10的自由狀態(tài)、即駕駛員操作方向盤(pán)SW的掌舵轉(zhuǎn)矩為零時(shí)，輸入側(cè)電氣角9工和輸出側(cè)電氣角G2—致。另外，在輸入軸8相對(duì)于輸出軸9向左掌舵方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在Q1 > 92的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域Al，I 9 r 9 2 >180，在
0I < Q 2的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域A2, I 0 r 0 21 < 180。另外,在輸入軸8相對(duì)于輸出軸9向右掌舵方向相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在G1SG2的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域A3，I 9 r 9 2 < 180，在9 i < 0 2的旋轉(zhuǎn)角度區(qū)域 A4，I 0「02| > 180。圖4所示的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19使用圖6所示的表由兩電氣角0:、92判定作用于扭桿10的掌舵轉(zhuǎn)矩的方向，并且通過(guò)在兩電氣角e:、e2的差的絕對(duì)值、即扭桿10的扭轉(zhuǎn)量上乘以該扭桿10的彈簧常量k，計(jì)算作用于扭桿10的掌舵轉(zhuǎn)矩T的大小。圖8是詳細(xì)表示轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19的掌舵轉(zhuǎn)矩運(yùn)算處理的流程圖。另外，在圖8中，將左掌舵方向的掌舵轉(zhuǎn)矩設(shè)為正，將右掌舵方向的掌舵轉(zhuǎn)矩設(shè)為負(fù)。如圖8所示，轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19首先在步驟SI中判定是否為Q1 > 02，在Q1 > 02的情況下，在步驟S2中判斷是否為I 0廠02| >180。而且，在步驟S2中I S1-S2I > 180的情況下，判斷掌舵轉(zhuǎn)矩T為左掌舵方向，在步驟S3中以T = k| 0 r 0 2|的式子計(jì)算掌舵轉(zhuǎn)矩T并且結(jié)束處理。另一方面，在步驟S2中不是I Q1-Q2I > 180的情況下即I S1-S2
<180的情況下，判斷掌舵轉(zhuǎn)矩T為右掌舵方向，在步驟S4中以T =-kI 9 r02的式子計(jì)算掌舵轉(zhuǎn)矩T并結(jié)束處理。另外，在步驟SI中，不是Q1 > 02的情況下，在步驟S5中判斷是否為Q1 < 02，在G1 < G2的情況下，在步驟S6中判斷是否為I Q1-Q2I < 180。并且，在步驟S6中
0「02| < 180的情況下，判斷為掌舵轉(zhuǎn)矩T為左掌舵方向，在步驟S7中以T = k| 0「02的式子計(jì)算掌舵轉(zhuǎn)矩T并結(jié)束處理。另一方面，在步驟S6中不是I S1-S2I < 180的情況下、即IG1-G2I > 180的情況下，判斷為掌舵轉(zhuǎn)矩T為右掌舵方向，在步驟S8中以T=-k| Q1-Q2I的式子計(jì)算掌舵轉(zhuǎn)矩T并結(jié)束處理。另外，在步驟S5中不是0i< 02的情況下、即Q1= 92的情況下，使掌舵轉(zhuǎn)矩T為零并結(jié)束處理。另外，圖4所示的中立修正部20預(yù)先存儲(chǔ)基于扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)的兩電氣角Q1^e2的差的掌舵轉(zhuǎn)矩修正值，通過(guò)將該掌舵轉(zhuǎn)矩修正值加上掌舵轉(zhuǎn)矩T來(lái)修正掌舵轉(zhuǎn)矩T。即，除了兩解算器轉(zhuǎn)子12a、13a相對(duì)于輸入軸8或輸出軸9的組裝誤差之外，由于兩解算器定子12b、13b相對(duì)于殼體11的組裝誤差而在扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)在由兩解算器12、13得到的電氣角e i、e 2上產(chǎn)生差值，由此會(huì)在由轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19算出的掌舵轉(zhuǎn)矩T上產(chǎn)生誤差，故而將該誤差作為上述掌舵轉(zhuǎn)矩修正值而預(yù)先存儲(chǔ)在中立修正部20，通過(guò)進(jìn)行上述那樣的計(jì)算，降低掌舵轉(zhuǎn)矩T的誤差。被中立修正部20修正后的掌舵轉(zhuǎn)矩T在由低通濾波器21除去了超過(guò)規(guī)定的截止頻率F的頻率成分的基礎(chǔ)上，被圖I所示的掌舵輔助用ECU5獲取。另外，本實(shí)施方式中的低通濾波器21的截止頻率F為IOOHz。在此，若作用于扭桿10的掌舵轉(zhuǎn)矩變化，則由上述微型計(jì)算機(jī)計(jì)算的掌舵轉(zhuǎn)矩T基于兩解算器12、13對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力而階梯地變化，但以1° /sec以上的速度旋轉(zhuǎn)操作方向盤(pán)SW時(shí)、即輸入軸8和輸出軸9以1° /sec以上的速度相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，以均滿足下述(3)式以及(4)式的關(guān)系的方式設(shè)定低通濾波器21的截止頻率F，以使掌舵轉(zhuǎn)矩T的階梯變化變得平滑。換言之，以滿足下述(5)式的關(guān)系的方式構(gòu)成輸入側(cè)解算器12，并且以滿足下述(6)式的關(guān)系的方式構(gòu)成輸出側(cè)解算器13。 F 彡 I/ ((360/V /2b)…(3)F 彡 I/ ((360/ ) /2b)…(4)360F/2b ^ rii…(5)360F/2b ^ n2. . . (6)S卩，在本實(shí)施方式中，由于兩解算器12、13的軸倍角叫、n2為25，微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為12位，故而只要低通濾波器21的截止頻率F為284. 4Hz以下即可。圖I所示的掌舵輔助用ECU5將如上所述地基于掌舵轉(zhuǎn)矩T的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6輸出，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6對(duì)電動(dòng)機(jī)M供給電力，由此對(duì)齒條軸3施加掌舵輔助力。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，由于使兩解算器12、13中的電氣角02的一周期分別比輸入軸8與輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍A大，故而在輸入軸8相對(duì)于輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度在_A/2°至A/2°變化的過(guò)程中，輸入側(cè)電氣角91與輸出側(cè)電氣角02不取得相同的值，能夠抑制掌舵轉(zhuǎn)矩T的誤檢測(cè)，提高該掌舵轉(zhuǎn)矩T的檢測(cè)精度。并且，基于扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)的兩電氣角0 p 0 2的差，中立修正部20修正掌舵轉(zhuǎn)矩T，故而能夠進(jìn)一步提高掌舵轉(zhuǎn)矩T的檢測(cè)精度。而且，在扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)，通過(guò)使兩電氣角0:、02彼此大致相等而設(shè)定，兩電氣角e2的差與作用于扭桿10的掌舵轉(zhuǎn)矩T成比例地變化，故而容易地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19中的掌舵轉(zhuǎn)矩T的方向以及大小的計(jì)算。另外，兩解算器12、13對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力由于為0.01° /digit以下或0. 006° /digit以下，故而由電動(dòng)機(jī)M產(chǎn)生的掌舵輔助力的變化更加順暢，能夠提高掌舵感覺(jué)。另外，由于通過(guò)低通濾波器21使基于兩解算器12、13的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力的臺(tái)階狀的掌舵轉(zhuǎn)矩T的變化變得順暢，故而由電動(dòng)機(jī)M產(chǎn)生的掌舵輔助力的變化更加順暢，能夠進(jìn)一步提聞?wù)坪礁杏X(jué)。另外，在上述實(shí)施方式中，如圖4所示，在轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19與低通濾波器21之間設(shè)有中立修正部20，但也可以將該中立修正部20設(shè)置在其他位置。具體地，可以在輸入側(cè)角度運(yùn)算部17與轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19之間以及輸出側(cè)角度運(yùn)算部18與轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19之間中的至少一方設(shè)置中立修正部。此時(shí)，中立修正部以扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)兩電氣角e2彼此相等的方式對(duì)兩電氣角9p 9 2中的至少一方進(jìn)行修正。由此，能夠得到與上述實(shí)施方式相同的效果。另外，也可以在輸入側(cè)解算器12與輸入側(cè)角度運(yùn)算部17之間以及輸出側(cè)解算器13與輸出側(cè)角度運(yùn)算部18之間中的至少一方設(shè)置中立修正部。此時(shí)，中立修正部修正輸入側(cè)正弦波信號(hào)sin 0 !和輸出側(cè)正弦波信號(hào)sin 0 2中的至少一方、以及輸入側(cè)余弦波信號(hào)cos 0 I和輸出側(cè)余弦波信號(hào)cos 0 2中的至少一方，以使在扭桿10為自由狀態(tài)時(shí),輸入側(cè)正弦波信號(hào)sin 9 I和輸入側(cè)余弦波信號(hào)cos 9 I分別與輸出側(cè)正弦波信號(hào)sin 0 2和輸出側(cè)余弦波信號(hào)cos 0 2 一致。由此，能夠得到與上述實(shí)施方式相同的效果。另一方面，在上述實(shí)施方式中，低通濾波器21對(duì)由轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部19計(jì)算的掌舵轉(zhuǎn)矩T起作用，但即使低通濾波器21對(duì)兩電氣角0:、92起作用也能夠得到與上述實(shí)施方式相同的效果。
另外，在上述實(shí)施方式中，在扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)，使兩電氣角02—致而構(gòu)成兩解算器12、13，但作為上述實(shí)施方式的變形例，也可以如圖9(a)、(b)所示地，在扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)使兩電氣角9 p 02彼此不同地構(gòu)成兩解算器12、13。另外，圖9 (a)、(b)中的橫軸的0°是指，扭桿10為自由狀態(tài)且轉(zhuǎn)舵輪Wl、W2朝向直進(jìn)方向的位置。圖9(a)、(b)所示的變形例為，扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)的兩電氣角0:、02的相位以機(jī)械角偏移D度而構(gòu)成兩解算器12、13，并且以滿足下述(7)式、(8)式的關(guān)系的方式構(gòu)成兩解算器12、13，其他部分與上述實(shí)施方式相同。36000/2b 彡叫 < 360/ (A+D)…(7)36000/2b 彡 n2 < 360/ (A+D)…(8)因此，在該變形例中，與上述實(shí)施方式相同地，即使輸入軸8相對(duì)于輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度從_A/2°到A/2°變化，兩電氣角0:、92的相位差也不超過(guò)該兩電氣角0工、9 2的一周期，另外，在輸入軸8相對(duì)于輸出軸9的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度從_A/2°到A/2°變化的過(guò)程中，兩電氣角0:、02的差不取得相同的值。即，在該變形例中也能夠得到與上述實(shí)施方式大致相同的效果。而且，即使扭桿10為自由狀態(tài)時(shí)的兩電氣角0 p 02的相位差D產(chǎn)生誤差，也能夠抑制兩電氣角e2的大小關(guān)系的逆轉(zhuǎn)，故而即使掌舵轉(zhuǎn)矩T較小也能夠更加正確地判斷該掌舵轉(zhuǎn)矩T的方向，具有進(jìn)一步提高掌舵轉(zhuǎn)矩T的檢測(cè)精度的優(yōu)點(diǎn)。在此，在由上述實(shí)施方式掌握的技術(shù)思想中，關(guān)于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍記載以外的事項(xiàng)，與其效果一同在以下記載。(I)在本發(fā)明的第一方面所述的轉(zhuǎn)矩傳感器中，其特征在于，在使上述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B位的情況下，上述第一解算器滿足Ii1 ^ 36000/2b的關(guān)系，上述第二解算器滿足n2彡36000/2b的關(guān)系。根據(jù)(I)記載的技術(shù)思想，兩解算器對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力分別為0.01° /digit以下,能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(2)在(I)所述的轉(zhuǎn)矩傳感器中，其特征在于，上述第一解算器滿足Ii1 ^ 60000/2b的關(guān)系，上述第二解算器滿足H2 ^ 60000/2b的關(guān)系。根據(jù)(2)記載的技術(shù)思想，兩解算器的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力分別為0. 006° /digit以下,能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。
(3)在本發(fā)明的第一方面所述的轉(zhuǎn)矩傳感器中，其特征在于，上述第一解算器在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，使由第一解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第一電氣角與由第二解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第二電氣角相等。根據(jù)(3)記載的技術(shù)思想，由于上述兩電氣角的差與作用于上述扭桿的轉(zhuǎn)矩成比例地變化，故而能夠容易地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。(4)在本發(fā)明的第一方面所述的轉(zhuǎn)矩傳感器中，其特征在于，上述微型計(jì)算機(jī)基于上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)的第一解算器輸出信號(hào)與第二解算器輸出信號(hào)的相位偏移，對(duì)第一解算器輸出信號(hào)和第二解算器輸出信號(hào)以及計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩中的任一方進(jìn)行修正。根據(jù)(4)記載的技術(shù)思想，能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(5)在本發(fā)明的第一方面所述的轉(zhuǎn)矩傳感器中，其特征在于，上述第一解算器在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，使由第一解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第一電氣角與由第二解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第二電器角不同。根據(jù)(5)記載的技術(shù)思想，在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量較小時(shí)，能夠使第一電氣角與第·二電氣角的差較大，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(6)在(5)所述的轉(zhuǎn)矩傳感器中，其特征在于，在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)的第一電氣角與第二電氣角的相位差為D°時(shí),上述第一解算器滿Sn1 < 360/(A+D)的關(guān)系,上述第二解算器滿足n2 < 360/(A+D)的關(guān)系。根據(jù)(6)記載的技術(shù)思想，即使第一軸和第二軸在相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍A內(nèi)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，上述兩電氣角的相位差也不超過(guò)兩電氣角的一周期，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(7)在本發(fā)明的第四方面所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，在使上述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B位的情況下，上述第一解算器滿足Ii1 ^ 36000/2b的關(guān)系，上述第二解算器滿足n2彡36000/2b的關(guān)系。根據(jù)(7)記載的技術(shù)思想，兩解算器的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力分別為0.01° /digit以下,能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(8)在(7)所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，上述第一解算器滿足Ii1彡60000/2b的關(guān)系，上述第二解算器滿足112彡60000/2b的關(guān)系。根據(jù)(8)記載的技術(shù)思想，兩解算器對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力分別為0. 006° /digit以下,能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(9)在(8)所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，還具有低通濾波器，其設(shè)置在從上述第一解算器以及上述第二解算器經(jīng)由上述微型計(jì)算器至上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部的電路上，將該電路上的信號(hào)中的規(guī)定的截止頻率以上的頻率成分除去，在使上述低通濾波器的截止頻率為F (Hz)的情況下，上述第一解算器滿足Ii1 ^ 360 X F/2b的關(guān)系，上述第二解算器滿足n2彡360XF/2b的關(guān)系。根據(jù)(9)記載的技術(shù)思想，通過(guò)上述低通濾波器使得上述兩解算器對(duì)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)的解析能力導(dǎo)致的臺(tái)階狀的轉(zhuǎn)矩變化變得平滑，能夠提高轉(zhuǎn)向感覺(jué)。(10)在本發(fā)明的第四方面所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，上述第一解算器在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，使由第一解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第一電氣角與由第二解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第二電氣角相等。根據(jù)(10)記載的技術(shù)思想，由于上述兩電氣角的差與作用于上述扭桿的轉(zhuǎn)矩成比例地變化，故而能夠容易地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。(11)在本發(fā)明的第四方面所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，上述微型計(jì)算機(jī)在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，使由第一解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第一電氣角與由第二解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第二電氣角不同。根據(jù)(11)記載的技術(shù)思想，上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量較小時(shí)，能夠使第一電氣角與第二電氣角的差較大，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(12)在本發(fā)明的第四方面所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，上述第一解算器在該第一解算器的軸倍角Ii1與上述第二解算器n2的軸倍角相等且上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，使由第一解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第一電氣角與由第二解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第二電氣角相等而構(gòu)成，并且，第一軸在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，在相對(duì)于第二軸左右分別A/2°的范圍能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而，上述微型計(jì)算機(jī)在第一電氣角比第二電氣角大且第一電氣角與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°大時(shí)、以及第一電氣角比第二電氣角小且第一電氣角 與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°小時(shí)，判斷為第一軸相對(duì)于第二軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?，在第一電氣角比第二電器角大且第一電氣角與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°小時(shí)、以及第一電氣角比第二電氣角小且第一電氣角與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°大時(shí)，判斷為第一軸相對(duì)于第二軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c上述第一方向相反的第二方向。根據(jù)(12)記載的技術(shù)思想，能夠容易地判斷作用于上述扭桿的轉(zhuǎn)矩的方向。(13)在本發(fā)明的第五方面所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，基于上述扭桿的扭轉(zhuǎn)變形的第一軸與第二軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍限制在A°，上述第一解算器滿足Ii1
<360/A的關(guān)系，上述第二解算器滿足n2 < 360/A的關(guān)系根據(jù)(13)記載的技術(shù)思想，在第一軸相對(duì)于第二軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度在相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍A內(nèi)變化的過(guò)程中，由于由兩解算器的輸出得到的兩電氣角彼此之差不取得相同的值，故而能夠提聞轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)精度。(14)在本發(fā)明的第五方面所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，上述微型計(jì)算機(jī)在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，使由第一解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第一電氣角與由第二解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第二電氣角相等。根據(jù)(14)記載的技術(shù)思想，由于上述兩電氣角的差與作用于上述扭桿的轉(zhuǎn)矩成比例地變化，故而能夠容易地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部的轉(zhuǎn)矩計(jì)算。(15)在本發(fā)明的第五方面所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，其特征在于，上述第一解算器在該第一解算器的軸倍角Ii1與上述第二解算器n2的軸倍角相等且上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，使由第一解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第一電氣角與由第二解算器輸出信號(hào)計(jì)算的第二電氣角相等而構(gòu)成，并且，第一軸在上述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，在相對(duì)于第二軸左右分別A/2°的范圍能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而，上述微型計(jì)算機(jī)在第一電氣角比第二電氣角大且第一電氣角與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°大時(shí)、以及第一電氣角比第二電氣角小且第一電氣角與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°小時(shí)，判斷為第一軸相對(duì)于第二軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?，在第一電氣角比第二電器角大且第一電氣角與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°小時(shí)、以及第一電氣角比第二電氣角小且第一電氣角與第二電氣角的差的絕對(duì)值比180°大時(shí)，判斷為第一軸相對(duì)于第二軸的相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c上述第一方向相反的第二方向。根據(jù)(15)記載的技術(shù)思想，能夠容易地判斷作用于上述扭桿的轉(zhuǎn)矩的方向?！?br> 權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，包括 旋轉(zhuǎn)軸，其具有通過(guò)扭桿相互連接的第一軸以及第二軸，由所述扭桿的扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的所述第一軸與所述第二軸的相對(duì)角的最大值被限制在A度； 第一解算器，其由第一解算器轉(zhuǎn)子和第一解算器定子構(gòu)成，所述第一解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第一軸且與所述第一軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第一解算器定子輸出所述第一解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X1為X1 < 360/A范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)； 第二解算器，其由第二解算器轉(zhuǎn)子和第二解算器定子構(gòu)成，所述第二解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第二軸且與所述第二軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第二解算器定子輸出所述第二解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X2為X2 < 360/A范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)； ECU，其具有微型計(jì)算機(jī)； 轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路，其設(shè)于所述ECU，基于所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)計(jì)算所述第一軸的旋轉(zhuǎn)角即第一旋轉(zhuǎn)角，基于所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)計(jì)算所述第二軸的旋轉(zhuǎn)角即第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角的相位差計(jì)算在所述第一軸與所述第二軸之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 36000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 36000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 60000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 60000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，具有低通濾波器，其設(shè)置在從所述轉(zhuǎn)矩傳感器經(jīng)由所述微型計(jì)算機(jī)至所述開(kāi)關(guān)電路的電路上，將規(guī)定頻率F赫茲以上的信號(hào)截止， 所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 360XF/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 360XF/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
5.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)一致的所述第一正弦波信號(hào)， 所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)一致的所述第一余弦波信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)對(duì)所述第一正弦波信號(hào)或所述第二正弦波信號(hào)進(jìn)行修正，以使所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零的狀態(tài)下的所述第一正弦波信號(hào)的相位與所述第二正弦波信號(hào)的相位一致，并且對(duì)所述第一余弦波信號(hào)或所述第二余弦波信號(hào)進(jìn)行修正，以使所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零的狀態(tài)下的所述第一余弦波信號(hào)的相位與所述第二余弦波信號(hào)的相位一致。
7.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)規(guī)定量D的所述第一正弦波信號(hào)，所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)所述規(guī)定量D的所述第一余弦波信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 < 360/(A+D)范圍的所述第一正弦波信號(hào)和所述第一余弦波信號(hào)， 所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 < 360/(A+D)范圍的所述第二正弦波信號(hào)和所述第二余弦波信號(hào)。
9.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?左切)， 所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c所述第一方向相反的方向即第二方向(右切)。
10.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，包括 旋轉(zhuǎn)軸，其具有傳遞來(lái)自方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)力的第一軸、經(jīng)由扭桿與所述輸入軸連接且對(duì)轉(zhuǎn)舵輪傳遞所述旋轉(zhuǎn)力的第二軸，由所述扭桿的扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的所述第一軸與所述第二軸的相對(duì)角的最大值被限制在A度； 第一解算器，其由第一解算器轉(zhuǎn)子和第一解算器定子構(gòu)成，所述第一解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第一軸且與所述第一軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第一解算器定子輸出所述第一解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X1為X1 < 360/A范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)； 第二解算器，其由第二解算器轉(zhuǎn)子和第二解算器定子構(gòu)成，所述第二解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第二軸且與所述第二軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第二解算器定子輸出所述第二解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X2為X2 < 360/A范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)； ECU，其具有微型計(jì)算機(jī)； 轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路，其設(shè)于所述ECU，基于所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)計(jì)算所述第一軸的旋轉(zhuǎn)角即第一旋轉(zhuǎn)角，基于所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)計(jì)算所述第二軸的旋轉(zhuǎn)角即第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角的相位差計(jì)算在所述第一軸與所述第二軸之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩； 電動(dòng)機(jī)，其基于所述轉(zhuǎn)矩進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，對(duì)所述轉(zhuǎn)舵輪施加掌舵輔助力。
11.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 36000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 36000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)的位數(shù)為B，所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1 > 60000/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 60000/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，具有低通濾波器，其設(shè)置在從所述轉(zhuǎn)矩傳感器經(jīng)由所述微型計(jì)算機(jī)至所述開(kāi)關(guān)電路的電路上，將規(guī)定頻率F赫茲以上的信號(hào)截止， 所述第一解算器定子輸出所述振幅數(shù)X1為X1多360XF/2b范圍的所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 > 360XF/2b范圍的所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)。
14.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)一致的所述第一正弦波信號(hào)， 所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí) ，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)一致的所述第一余弦波信號(hào)。
15.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)規(guī)定量D的所述第一正弦波信號(hào)， 所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)錯(cuò)開(kāi)所述規(guī)定量D的所述第一余弦波信號(hào)。
16.如權(quán)利要求10所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?左切)， 所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c所述第一方向相反的方向即第二方向(右切)。
17.一種動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，包括 旋轉(zhuǎn)軸，其具有傳遞來(lái)自方向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)力的第一軸、經(jīng)由扭桿與所述輸入軸連接并且向轉(zhuǎn)舵輪傳遞所述旋轉(zhuǎn)力的第二軸； 轉(zhuǎn)矩傳感器，其設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)軸； 電動(dòng)機(jī)，其對(duì)所述轉(zhuǎn)舵輪施加掌舵輔助力； ECU，其對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，具有基于所述轉(zhuǎn)矩的輸出信號(hào)計(jì)算在所述第一軸與所述第二軸之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路、基于所述轉(zhuǎn)矩輸出用于所述電動(dòng)機(jī)的指令信號(hào)的位數(shù)B的微型計(jì)算機(jī)、基于所述指令信號(hào)被驅(qū)動(dòng)控制并且控制向所述電動(dòng)機(jī)的通電的開(kāi)關(guān)電路； 低通濾波器，其設(shè)置在從所述轉(zhuǎn)矩傳感器經(jīng)由所述微型計(jì)算機(jī)至所述開(kāi)關(guān)電路的電路上，將規(guī)定頻率F赫茲以上的信號(hào)截止， 所述轉(zhuǎn)矩傳感器具有第一解算器和第二解算器， 所述第一解算器由第一解算器轉(zhuǎn)子和第一解算器定子構(gòu)成，所述第一解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第一軸且與所述第一軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第一解算器定子輸出所述第一解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X1為X1彡360XF/2b范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)， 所述第二解算器由第二解算器轉(zhuǎn)子和第二解算器定子構(gòu)成，所述第二解算器轉(zhuǎn)子設(shè)于所述第二軸且與所述第二軸一同旋轉(zhuǎn)，所述第二解算器定子輸出所述第二解算器轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周的振幅數(shù)X2為X2彡360XF/2b范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)； 所述轉(zhuǎn)矩運(yùn)算電路基于所述第一正弦波信號(hào)以及所述第一余弦波信號(hào)計(jì)算所述第一軸的旋轉(zhuǎn)角即第一旋轉(zhuǎn)角，基于所述第二正弦波信號(hào)以及所述第二余弦波信號(hào)計(jì)算所述第二軸的旋轉(zhuǎn)角即第二旋轉(zhuǎn)角，基于所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角的相位差計(jì)算所述轉(zhuǎn)矩。
18.如權(quán)利要求17所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸的所述第一軸與所述第二軸的相對(duì)角的最大值被限制在A度， 所述第一解算器定子輸出振幅數(shù)X1為X1 < 360/A范圍的第一正弦波信號(hào)和第一余弦波信號(hào)，所述第二解算器定子輸出所述振幅數(shù)X2為X2 < 360/A范圍的第二正弦波信號(hào)和第二余弦波信號(hào)。
19.如權(quán)利要求17所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述第一解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二正弦波信號(hào)一致的所述第一正弦波信號(hào)， 所述第二解算器在所述扭桿的扭轉(zhuǎn)量為零時(shí)，輸出相位與所述第二余弦波信號(hào)一致的所述第一余弦波信號(hào)。
20.如權(quán)利要求17所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榈谝环较?左切)， 所述微型計(jì)算機(jī)在所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角大且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度小時(shí)，以及所述第一旋轉(zhuǎn)角比所述第二旋轉(zhuǎn)角小且所述第一旋轉(zhuǎn)角與所述第二旋轉(zhuǎn)角的差的絕對(duì)值比180度大時(shí)，判斷為所述第一軸相對(duì)于所述第二軸的扭轉(zhuǎn)方向?yàn)榕c所述第一方向相反的方向即第二方向(右切)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)矩傳感器以及動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。在具有一對(duì)解算器的轉(zhuǎn)矩傳感器中，能夠?qū)⑸鲜鰞山馑闫鞯奶匦杂米鬓D(zhuǎn)矩傳感器。在將基于扭桿(10)的扭轉(zhuǎn)變形的輸入軸(8)與輸出軸(9)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍設(shè)為A°，將設(shè)于輸入軸(8)的輸入側(cè)解算器(12)的軸倍角設(shè)為n1，將設(shè)于輸出軸(9)的輸出側(cè)解算器(13)的軸倍角設(shè)為n2的情況下，以滿足n1＜360/A的關(guān)系構(gòu)成輸入側(cè)解算器(12)，以滿足n2＜360/A的關(guān)系構(gòu)成輸出側(cè)解算器(13)。由此，由兩解算器(12、13)的輸出得到的電氣角彼此之差在相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度范圍A內(nèi)不取得相同值，提高轉(zhuǎn)矩的監(jiān)測(cè)精度。
文檔編號(hào)B62D5/04GK102745229SQ20121011059
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者椎野高太郎 申請(qǐng)人:日立汽車(chē)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向器株式會(huì)社