(57)【要約】【課題】低コスト化や省スペース化を実現することができる多回転の回転角度検出装置を提供する。【解決手段】電動パワーステアリング装置のステアリングシャフト１０２にレゾルバ３０を取り付ける。レゾルバ３０は、ステータハウジング３１０に固定された第１のステータ３２１、第２のステータ３２２と、第１の回転軸部材３４１に固定された第１のロータ３３１と、第２の回転軸部材３４２に固定された第２のロータ３３２とを備える。ステータハウジング３１０と第１の回転軸部材３４１とは、ねじ部３６０によって螺接される。これにより、第１の回転軸部材３４１は、回転に伴い上下に移動する。その結果、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１との相対的な位置関係が変化し、変圧比Ｋが変化する。このため、レゾルバ３０から出力される角度信号Ｄの電圧レベルが変化する。【選択図】図１
2007327800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁信号を非接触で２次側に伝える第１の回転トランスと励磁信号から位置信号を生成する第２の回転トランスとを備えるレゾルバ式の回転角度検出装置であって、
前記第１の回転トランスは、
励磁信号としての第１の電圧信号を受け取る第１のステータ巻線を有する第１のステータと、
前記第１のステータの内側に設けられ、所定の回転軸を中心に回転自在に構成された、前記第１の電圧信号に基づいて前記第１のステータ巻線との相対的な位置関係に応じた第２の電圧信号を生成する第１のロータ巻線を有する第１のロータと
を含み、
前記第２の回転トランスは、
前記第１のロータとともに回転し、前記第１のロータ巻線から前記第２の電圧信号を受け取る第２のロータ巻線を有する第２のロータと、
前記第２のロータの外側に設けられ、励磁信号としての前記第２の電圧信号に基づいて前記第２のロータの回転角度に応じた位置信号としての第３の電圧信号を生成する第２のステータ巻線を有する第２のステータと
を含み、
前記第１のロータのみが回転に伴って前記所定の回転軸方向に移動し、該移動により前記第１のステータ巻線と前記第１のロータ巻線との相対的な位置関係が変化することを特徴とする、回転角度検出装置。
【請求項２】
トーションバーによって連結された第１のシャフトと第２のシャフトとからなるステアリングシャフトを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記第１のシャフトまたは前記第２のシャフトの回転角度を検出する、請求項１に記載の回転角度検出装置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３】
トーションバーによって連結された第１のシャフトと第２のシャフトとからなるステアリングシャフトを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記第１のシャフトおよび前記第２のシャフトのそれぞれに請求項１に記載の回転角度検出装置を備え、当該回転角度検出装置によって検出された前記第１のシャフトおよび前記第２のシャフトの回転角度に基づき操舵トルクおよび操舵角を検出することを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多回転の絶対角度を検出するための回転角度検出装置およびそれを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動パワーステアリング装置においてハンドルの操舵角を検出するための装置として、レゾルバ式の回転角度検出装置が知られている。図７は、電動パワーステアリング装置における従来の回転角度検出装置の構成を示す断面図である。この回転角度検出装置は、レゾルバ４０と回転数検出器５０とから構成されている。レゾルバ４０は、ステータハウジング４１０と第１のステータ４２１と第２のステータ４２２と第１のロータ４３１と第２のロータ４３２と第１の回転軸部材４４１と第２の回転軸部材４４２とを備えている。第１のステータ４２１と第２のステータ４２２とはステータハウジング４１０に固定され、第１のロータ４３１は第１の回転軸部材４４１に固定され、第２のロータ４３２は第２の回転軸部材４４２に固定されている。第１のステータ４２１と第１のロータ４３１とは対向しており、第２のステータ４２２と第２のロータ４３２とは対向している。また、第１のロータ４３１と第２のロータ４３２とは互いに電気的に接続されている。回転数検出器５０は、回転数をカウントするための回転数検出センサ５１と、レゾルバ４０の回転数のカウントが可能となるように回転数検出センサ５１を固定するためのギヤ５２、５３とを備えている。
【０００３】
第１のステータ４２１は、外部から与えられる励磁信号としての第１の電圧信号ＳＲを受け取りそれを第１のロータ４３１に伝えるための巻線（以下、「第１のステータ巻線」という。）を有している。第１のロータ４３１は、第１の電圧信号ＳＲに基づいて電圧（第２の電圧信号）を誘起させるための巻線（以下、「第１のロータ巻線」という。）を有している。第２のロータ４３２は、第１のロータ４３１から励磁信号としての第２の電圧信号を受け取りそれを第２のステータ４２２に伝えるための巻線（以下、「第２のロータ巻線」という。）を有している。第２のステータ４２２は、（回転角度と電圧との関係に着目したときに）絶対角度の零度を基準として正弦曲線状の電圧が誘起されるように構成された巻線（以下、「ｓｉｎ巻線」という。）と、絶対角度の零度を基準として余弦曲線状の電圧が誘起されるように構成された巻線（以下、「ｃｏｓ巻線」という。）とを有している。
【０００４】
図７に示す回転角度検出装置において、外部から第１のステータ巻線に励磁信号としての第１の電圧信号ＳＲが与えられると、第１の電圧信号ＳＲに基づいて第１のロータ巻線に電圧（第２の電圧信号）が誘起される。このとき、第２の電圧信号の電圧レベルは、第１のステータ巻線の巻数と第１のロータ巻線の巻数との比（変圧比）に基づく大きさとなる。第１のロータ巻線に誘起された第２の電圧信号は第２のロータ巻線に送られる。そして、第２のステータ４２２では、第２のロータ巻線に与えられた第２の電圧信号を励磁信号として、ｓｉｎ巻線およびｃｏｓ巻線に上述のような電圧が誘起される。そして、ｓｉｎ巻線に誘起された電圧（ｓｉｎ信号）とｃｏｓ巻線に誘起された電圧（ｃｏｓ信号）とに基づいて、相対角度が求められる。一方、回転数検出センサ５１では、レゾルバ４０の回転数のカウントが行われる。以上のようにして検出された相対角度と回転数とに基づいて、絶対角度の検出が行われている。
【０００５】
また、特開２００１−１９４２５１号公報には、トーションバーの上部軸に設けられた第１のレゾルバから出力される第１のレゾルバ信号とトーションバーの下部軸に設けられた第２のレゾルバから出力される第２のレゾルバ信号とによって、操舵トルクと操舵角とを検出するパワーステアリング装置の発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９４２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７に示した従来の構成によると、レゾルバ４０の他に、回転数をカウントするための回転数検出器５０が設けられている。また、上記特開２００１−１９４２５１号公報に開示された構成によると、２個のレゾルバが設けられている。従来、（１個の）レゾルバのみによっては、相対角度の検出を行うことはできるが、多回転の絶対角度を検出することができなかった。このため、多回転の絶対角度を検出するためには、上述のように、回転数を検出するためのセンサを備える構成や複数のレゾルバを備える構成にしなければならなかった。その結果、低コスト化や省スペース化が課題となっている。
【０００７】
そこで、本発明では、低コスト化や省スペース化を実現することができる多回転の回転角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、励磁信号を非接触で２次側に伝える第１の回転トランスと励磁信号から位置信号を生成する第２の回転トランスとを備えるレゾルバ式の回転角度検出装置であって、
前記第１の回転トランスは、
励磁信号としての第１の電圧信号を受け取る第１のステータ巻線を有する第１のステータと、
前記第１のステータの内側に設けられ、所定の回転軸を中心に回転自在に構成された、前記第１の電圧信号に基づいて前記第１のステータ巻線との相対的な位置関係に応じた第２の電圧信号を生成する第１のロータ巻線を有する第１のロータと
を含み、
前記第２の回転トランスは、
前記第１のロータとともに回転し、前記第１のロータ巻線から前記第２の電圧信号を受け取る第２のロータ巻線を有する第２のロータと、
前記第２のロータの外側に設けられ、励磁信号としての前記第２の電圧信号に基づいて前記第２のロータの回転角度に応じた位置信号としての第３の電圧信号を生成する第２のステータ巻線を有する第２のステータと
を含み、
前記第１のロータのみが回転に伴って前記所定の回転軸方向に移動し、該移動により前記第１のステータ巻線と前記第１のロータ巻線との相対的な位置関係が変化することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、トーションバーによって連結された第１のシャフトと第２のシャフトとからなるステアリングシャフトを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記第１のシャフトまたは前記第２のシャフトの回転角度を検出する、第１の発明に係る回転角度検出装置を備えることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、トーションバーによって連結された第１のシャフトと第２のシャフトとからなるステアリングシャフトを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記第１のシャフトおよび前記第２のシャフトのそれぞれに第１の発明に係る回転角度検出装置を備え、当該回転角度検出装置によって検出された前記第１のシャフトおよび前記第２のシャフトの回転角度に基づき操舵トルクおよび操舵角を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の発明によれば、第１のロータの回転に伴い、第１のステータ巻線と第１のロータ巻線との相対的な位置関係が変化する。このため、第１のステータと第１のロータとによって構成される第１の回転トランス（回転変圧器）の変圧比が、第１のロータの回転に伴って変化する。ここで、第２のステータ巻線で生成される位置信号（角度信号）としての第３の電圧信号の電圧レベルは、第２のロータ巻線に励磁信号として与えられる第２の電圧信号の電圧レベルに依存する。また、第２の電圧信号は、外部から第１のステータ巻線に励磁信号として与えられる第１の電圧信号に基づき上記第１の回転トランスで生成される。従って、第３の電圧信号の電圧レベルは、上記第１の回転トランスの変圧比に依存している。また、その変圧比は、上述のように第１のロータの回転に伴って変化する。このため、相対角度が同じである場合であっても、回転数が異なれば、第３の電圧信号の電圧レベルは異なる大きさとなる。従って、第３の電圧信号によって回転数を検出することができる。これにより、第３の電圧信号のみに基づいて相対角度と回転数とから多回転の絶対角度を検出することができる。従って、他のセンサ等を備えることなく、多回転の絶対角度を検出することができる。
【００１２】
上記第２の発明によれば、電動パワーステアリング装置において、１つの回転角度検出装置のみによって、ハンドルの多回転の回転角度を検出することができる。また、ハンドル操作によるトルクを検出するために回転角度検出装置を用いることもできる。このため、電動パワーステアリング装置全体で必要な部品が削減され、コストが低減する。
【００１３】
上記第３の発明によれば、電動パワーステアリング装置において、操舵フィーリングの向上やコストの低減が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１５】
＜１．レゾルバの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るレゾルバ式の回転角度検出装置（以下、「レゾルバ」という。）３０の構成を示す断面図である。このレゾルバ３０は、ステータハウジング３１０と第１のステータ３２１と第２のステータ３２２と第１のロータ３３１と第２のロータ３３２と第１の回転軸部材３４１と第２の回転軸部材３４２とを備えている。第１のステータ３２１と第２のステータ３２２とはステータハウジング３１０に固定され、第１のロータ３３１は第１の回転軸部材３４１に固定され、第２のロータ３３２は第２の回転軸部材３４２に固定されている。第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とは対向しており、第２のステータ３２２と第２のロータ３３２とは対向している。また、第１のロータ３３１と第２のロータ３３２とは互いに電気的に接続されている。
【００１６】
本実施形態では、このレゾルバ３０は、電動パワーステアリング装置のステアリングシャフト１０２に取り付けられる。ステアリングシャフト１０２は、その一端がハンドルに固着されている。図１に示すように、電動パワーステアリング装置のステアリングシャフト１０２にはキー１０３が設けられ、レゾルバ３０の第１の回転軸部材３４１にはキー溝３５０が設けられている。第１の回転軸部材３４１のキー溝３５０は、摺動自在にステアリングシャフト１０２のキー１０３に遊嵌されている。また、回転軸２００を中心にステアリングシャフト１０２の回転とともに第１の回転軸部材３４１および第２の回転軸部材３４２が回転するようになっている。ここで、ステータハウジング３１０と第１の回転軸部材３４１とは、ねじ部３６０によって螺接されている。これにより、第１の回転軸部材３４１は、回転に伴って上下に移動する。その結果、ハンドルが回転することによって、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１との相対的な位置関係が変化する。
【００１７】
上述のように、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とは対向している。その第１のステータ３２１は、外部から与えられる励磁信号としての第１の電圧信号ＳＲを受け取りそれを第１のロータ３３１に伝えるための第１のステータ巻線を有している。また、第１のロータ３３１は、第１の電圧信号ＳＲに基づいて電圧（第２の電圧信号）を誘起させるための第１のロータ巻線を有している。このように、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とによって、第１のステータ３２１を一次側、第１のロータ３３１を二次側とする変圧器（第１の回転トランス）が構成されている。
【００１８】
上述のように、第２のステータ３２２と第２のロータ３３２とは対向し、第１のロータ３３１と第２のロータ３３２とは互いに電気的に接続されている。その第２のロータ３３２は、第１のロータ３３１から励磁信号としての第２の電圧信号を受け取りそれを第２のステータ３２２に伝えるための第２のロータ巻線を有している。また、第２のステータ３２２は、（回転角度と電圧との関係に着目したときに）絶対角度の零度を基準として正弦曲線状の電圧が誘起されるように構成されたｓｉｎ巻線と、絶対角度の零度を基準として余弦曲線状の電圧が誘起されるように構成されたｃｏｓ巻線とを有している。このように、第２のステータ３２２と第２のロータ３３２とによって、第２のステータ３２２を一次側、第２のロータ３３２を二次側とする変圧器（第２の回転トランス）が構成されている。
【００１９】
＜２．絶対角度の検出＞
次に、本実施形態における多回転の絶対角度の検出について説明する。第１のステータ巻線には、外部から励磁信号としての第１の電圧信号ＳＲが与えられる。このとき、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とによって構成される変圧器に関し、第１のステータ巻線の両端間の電圧をＶ１、第１のロータ巻線の両端間の電圧をＶ２、変圧比をＫとすると、次式（１）が成立する。
Ｋ＝Ｖ１／Ｖ２      ・・・（１）
【００２０】
ここで、第１のロータ巻線のうち第１のステータ巻線と対向する部分にある巻線の巻数Ｎが大きくなれば、上記変圧比Ｋは小さくなる。一方、上記巻数Ｎが小さくなれば、上記変圧比Ｋは大きくなる。
【００２１】
第１のロータ巻線には、式（１）より算出される電圧Ｖ２が誘起される。その誘起された電圧Ｖ２は、第２の電圧信号として第１のロータ３３１から第２のロータ３３２に送られる。第２のロータ３３２では、第２の電圧信号が励磁信号として第２のロータ巻線に与えられる。ここで、第２のロータ３３２は、上述したｓｉｎ巻線およびｃｏｓ巻線を有する第２のステータ３２２と対向している。これにより、第２のステータ３２２のｓｉｎ巻線およびｃｏｓ巻線には、第２の電圧信号の電圧レベルＶ２に基づき回転角度に応じた電圧が誘起される。詳しくは、上述したように、ｓｉｎ巻線には絶対角度の零度を基準として正弦曲線状の電圧（以下、「ｓｉｎ信号」という。）が誘起され、ｃｏｓ巻線には絶対角度の零度を基準として余弦曲線状の電圧（以下、「ｃｏｓ信号」という。）が誘起される。なお、本実施形態においては、ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号とによって第３の電圧信号が構成されている。
【００２２】
本実施形態では、第１の回転軸部材３４１の回転に伴って、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１との相対的な位置関係が変化する。このため、回転によって第１のステータ巻線と対向する部分にある第１のロータ巻線の巻数Ｎが変化する。すなわち、回転によって、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とによって構成される変圧器の変圧比Ｋが変化する。これにより、上記巻数Ｎが増加すれば、変圧比Ｋは小さくなるので、式（１）からも把握されるように、第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は高くなる。一方、上記巻数Ｎが減少すれば、変圧比Ｋは大きくなるので、第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は低くなる。このように、回転に従って第２の電圧信号の電圧レベルＶ２が変化する。その結果、相対角度が同じであっても、例えば１回転目に生じるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の電圧レベルと２回転目に生じるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の電圧レベルとが異なるものとなる。これにより、その電圧レベルの違いに基づいて回転数を検出することができ、相対角度と回転数とから多回転したときの絶対角度を求めている。
【００２３】
＜３．レゾルバの動作＞
次に、図２および図３を参照しつつ、本実施形態に係るレゾルバ３０の動作について詳しく説明する。上述したように、第１の回転軸部材３４１は、回転に伴って上下に移動する。このため、例えば、ハンドルの操舵角（絶対角度）が零度の時に図１に示すような（第１のステータ３２１と第１のロータ３３１との）位置関係にあったものが、ハンドルが回転することによって図２に示すような位置関係となる。ここで、上述のとおり、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とによって構成される変圧器の変圧比Ｋは、ハンドルの回転に伴う第１の回転軸部材３４１の上下移動によって変化する。これについて、図３を参照しつつ説明する。なお、図３（ａ）〜（ｅ）には、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１との相対的な位置関係を示している。
【００２４】
図３（ａ）は、ハンドルの操舵角（絶対角度）が零度の時の第１のステータ３２１と第１のロータ３３１との位置関係を示している。この時には、第１のロータ巻線の全ての部分が第１のステータ巻線と対向する位置にある。このため、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とによって構成される変圧器の変圧比Ｋは小さくなる。これにより、第１のロータ巻線に誘起される第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は大きくなる。
【００２５】
図３（ａ）に示す状態から右方向へハンドルの回転が行われると、図３（ｂ）に示すような状態となる。この時には、第１のロータ巻線のうちほぼ半分の巻線が第１のステータ巻線と対向する位置にある。このため、変圧比Ｋは中程度の大きさとなる。これにより、第１のロータ巻線に誘起される第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は中程度の大きさとなる。
【００２６】
図３（ｂ）に示す状態からさらに右方向へハンドルの回転が行われると、図３（ｃ）に示すような状態となる。この時には、第１のロータ巻線の僅かの部分が第１のステータ巻線と対向する位置にある。このため、変圧比Ｋは大きくなる。これにより、第１のロータ巻線に誘起される第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は小さくなる。
【００２７】
一方、図３（ａ）に示す状態から左方向へハンドルの回転が行われると、図３（ｄ）に示すような状態となる。この時には、第１のロータ巻線のうちほぼ半分の巻線が第１のステータ巻線と対向する位置にある。このため、図３（ｂ）に示す状態の時と同様、変圧比Ｋは中程度の大きさとなり、第１のロータ巻線に誘起される第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は中程度の大きさとなる。
【００２８】
図３（ｄ）に示す状態からさらに左方向へハンドルの回転が行われると、図３（ｅ）に示すような状態となる。この時には、第１のロータ巻線の僅かの部分が第１のステータ巻線と対向する位置にある。このため、図３（ｃ）に示す状態の時と同様、変圧比Ｋは大きくなり、第１のロータ巻線に誘起される第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は小さくなる。
【００２９】
以上のように、ハンドルが絶対角度の零度の位置から右方向あるいは左方向に回転するに従い変圧器の変圧比Ｋは大きくなり第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は小さくなる。このように電圧レベルが変化する第２の電圧信号が第２のロータ巻線に与えられ、その第２の電圧信号を励磁信号としてｓｉｎ信号とｃｏｓ信号とが生成される。ここで、回転数が少ないほど第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は大きくなるのでｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の電圧レベルは大きくなり、回転数が多いほど第２の電圧信号の電圧レベルＶ２は小さくなるのでｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の電圧レベルは小さくなる。従って、相対角度が同じであっても、回転数が異なれば、ｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の電圧レベルは異なるものとなる。例えば、ハンドルが右方向へ最大Ｎ回転することができる場合、１回転目の相対角度が３０度の時の電圧レベル、２回転目の相対角度が３０度の時の電圧レベル、・・・、（Ｎ−１）回転目の相対角度が３０度の時の電圧レベル、Ｎ回転目の相対角度が３０度の時の電圧レベルは全て異なるものとなる。また、それらの電圧レベルの大きさは、１回転目が最も大きく、Ｎ回転目が最も小さくなる。以上より、レゾルバ３０から出力されるｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号の電圧レベルに基づいて回転数と相対角度とが検出されるので、絶対角度を求めることができる。
【００３０】
＜４．電動パワーステアリング装置の全体構成＞
次に、上述のレゾルバ３０を電動パワーステアリング装置のトルクセンサに用いた例を説明する。図４は、電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル１００に一端が固着されるステアリングシャフト１０２と、そのステアリングシャフト１０２の他端に連結されたラックピニオン機構１０４と、ハンドル１００の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクを検出するためのトルクセンサ３と、当該車両の走行速度を検出する車速センサ４と、ハンドル操作による運転者の負荷を軽減するための操舵補助力を発生するモータ６と、そのモータ６の発生する操舵補助力をステアリングシャフト１０２に伝達する減速ギヤ７と、車載バッテリ８から電源の供給を受けて、トルクセンサ３および車速センサ４からのセンサ信号に基づきモータ６の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５とを備えている。
【００３１】
運転者がハンドル１００を操作すると、トルクセンサ３からのセンサ信号に基づいて検出される操舵トルクおよび操舵角と車速センサ４によって検出される車速とに基づいてＥＣＵ５によりモータ６が駆動される。これによりモータ６は操舵補助力を発生し、この操舵補助力が減速ギヤ７を介してステアリングシャフト１０２に加えられることにより、操舵操作による運転者の負荷が軽減される。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵トルクとモータ６の発生する操舵補助力Ｔａとの和が、出力トルクＴｂとして、ステアリングシャフト１０２を介してラックピニオン機構１０４に与えられる。これによりピニオン軸が回転すると、その回転がラックピニオン機構１０４によってラック軸の往復運動に変換される。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアームからなる連結部材１０６を介して車輪１０８に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪１０８の向きが変わる。
【００３２】
＜５．トルクセンサの構成＞
図５は、この電動パワーステアリング装置のトルクセンサ３の構成を模式的に示した概略図である。このトルクセンサ３は、第１のレゾルバ３０ａと第２のレゾルバ３０ｂとを有している。第１のレゾルバ３０ａおよび第２のレゾルバ３０ｂの詳細な構成は、図１に示したとおりである。トルクセンサ３内において、ハンドル１００に一端が固着されたステアリングシャフト（以下、「インプットシャフト」という。）１０２ａと、ラックピニオン機構１０４に一端が連結されたステアリングシャフト（以下、「アウトプットシャフト」という。）１０２ｂとが、トーションバー１０２ｃによって接続されている。第１のレゾルバ３０ａは、インプットシャフト１０２ａに設けられ、第２のレゾルバ３０ｂは、アウトプットシャフト１０２ｂに設けられている。すなわち、第１のレゾルバ３０ａはインプットシャフト１０２ａの回転角度を検出するために設けられ、第２のレゾルバ３０ｂはアウトプットシャフト１０２ｂの回転角度を検出するために設けられている。なお、インプットシャフト１０２ａの回転角度のうち絶対角度を符号θａで表し、アウトプットシャフト１０２ｂの回転角度のうち絶対角度を符号θｂで表す。
【００３３】
第１のレゾルバ３０ａからは、インプットシャフト１０２ａの絶対角度（以下、「第１の絶対角度」という。）θａを検出するための第１のｓｉｎ信号ｓｉｎθａと第１のｃｏｓ信号ｃｏｓθａとが出力される。第２のレゾルバ３０ｂからは、アウトプットシャフト１０２ｂの絶対角度（以下、「第２の絶対角度」という。）θｂを検出するための第２のｓｉｎ信号ｓｉｎθｂと第２のｃｏｓ信号ｃｏｓθｂとが出力される。ここで、ハンドル１００が回転すると、トーションバー１０２ｃがねじれ、第１の絶対角度θａと第２の絶対角度θｂとは異なる値となる。それらの絶対角度の差分（θａ−θｂ）に基づいて、ハンドル１００に加えられた操舵トルクが求められる。
【００３４】
＜６．制御装置の構成＞
図６は、上記電動パワーステアリング装置を制御的観点から見た構成を示すブロック図である。電動パワーステアリング装置の制御装置であるＥＣＵ５は、角度検出部１０と、トルク検出部１１と、目標電流演算部１２と、減算器１４と、ＰＩ制御部１５と、モータ駆動部２０と、電流検出器１９とを備えている。なお、ＥＣＵ５の構成要素のうち角度検出部１０、トルク検出部１１、目標電流演算部１２、減算器１４、およびＰＩ制御部１５は、マイクロコンピュータが所定のプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現される。
【００３５】
トルクセンサ３は、ハンドル１００の操作に応じて、操舵角および操舵トルクを検出するための角度信号Ｄを出力する。この角度信号Ｄには、上述した第１のｓｉｎ信号ｓｉｎθａ、第１のｃｏｓ信号ｃｏｓθａ、第２のｓｉｎ信号ｓｉｎθｂ、および第２のｃｏｓ信号ｃｏｓθｂが含まれている。角度検出部１０は、角度信号Ｄに基づいて第１の絶対角度θａと第２の絶対角度θｂとを検出し、それら出力する。トルク検出部１１は、第１の絶対角度θａと第２の絶対角度θｂとを受け取り、それらの差分（θａ−θｂ）に基づいて操舵トルクを検出し、操舵トルク信号Ｔｓとして出力する。車速センサ４は、この電動パワーステアリング装置が搭載される車両の走行速度を検出し、その検出値を示す信号を車速信号Ｓｓとして出力する。
【００３６】
目標電流演算部１２は、ハンドルの操舵角としての第１の絶対角度θａと操舵トルク信号Ｔｓと車速信号Ｓｓとに基づき目標電流値Ｉｔを設定する。電流検出器１９は、モータ６に実際に供給される電流を検出し、その電流を示す電流検出値Ｉｓを出力する。減算器１４は、目標電流演算部１２から出力される目標電流値Ｉｔと電流検出器１９から出力される電流検出値Ｉｓとの偏差（Ｉｔ−Ｉｓ）を算出する。ＰＩ制御部１５は、この偏差（Ｉｔ−Ｉｓ）に基づき比例積分制御演算によって電圧指令値Ｖを生成する。モータ駆動部２０は、この電圧指令値Ｖに基づいて、モータ６に電圧を印加する。この電圧印加によりモータ６に電流が流れ、運転者のハンドル操作を補助している。
【００３７】
＜７．効果＞
本実施形態によると、レゾルバ３０の第１のロータ３３１は、回転に伴い上下移動するように構成されている。このため、第１のステータ３２１と第１のロータ３３１とによって構成される変圧器の変圧比Ｋが回転に伴って変化する。これにより、回転に伴って、第１のロータ巻線に誘起される第２の電圧信号の電圧レベルが変化する。ここで、レゾルバ３０から出力される角度信号（ｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号）Ｄの電圧レベルは第２のロータ巻線に与えられる励磁信号の電圧レベルに基づくところ、第２のロータ巻線には第２の電圧信号が励磁信号として与えられる。従って、回転に伴って第２のロータ巻線に与えられる励磁信号の電圧レベルは変化し、それに伴い角度信号Ｄの電圧レベルは変化する。このため、相対角度が同じであっても、回転数が異なれば、角度信号Ｄの電圧レベルは異なるものとなる。これにより、角度信号Ｄの電圧レベルに基づいて回転数を検出することができる。その結果、相対角度と回転数とから多回転の絶対角度が検出される。以上より、他のセンサ等を備えることなく、本実施形態に係るレゾルバ３０のみで多回転の絶対角度を検出することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、電動パワーステアリング装置において、レゾルバ３０は、ハンドルの操舵角を検出するだけでなく、ハンドル操作によって加えられるトルクを検出するために機能する。このため、電動パワーステアリング装置全体で必要な部品が削減される。これにより、電動パワーステアリング装置において、低コスト化や省スペース化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るレゾルバ式の回転角度検出装置の構成を示す断面図である。
【図２】上記実施形態において、回転後のレゾルバの構成を示す断面図である。
【図３】上記実施形態において、レゾルバの回転に伴う変圧比の変化について説明するための図である。
【図４】上記実施形態において、電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概略図である。
【図５】上記実施形態において、電動パワーステアリング装置のトルクセンサの構成を模式的に示した概略図である。
【図６】上記実施形態において、電動パワーステアリング装置を制御的観点から見た構成を示すブロック図。
【図７】従来例に係る回転角度検出装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
３…トルクセンサ、４…車速センサ、５…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、６…モータ、３０…レゾルバ式の回転角度検出装置、３０ａ…第１のレゾルバ、３０ｂ…第２のレゾルバ、１０２…ステアリングシャフト、１０２ａ…インプットシャフト、１０２ｂ…アウトプットシャフト、１０２ｃ…トーションバー、１０３…キー、２００…回転軸、３１０…ステータハウジング、３２１…第１のステータ、３２２…第２のステータ、３３１…第１のロータ、３３２…第２のロータ、３４１…第１の回転軸部材、３４２…第２の回転軸部材、３５０…キー溝、３６０…ねじ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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