转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种转向装置。转向装置（1）具有：转向轴（11）；电动马达（21），其辅助转向操作部件（2）；转矩检测装置（30），其生成转向操作转矩来作为第1检测信号；以及补偿传感器（80），其生成转向轴及其周围的磁场来作为第2检测信号。转向装置（1）根据基于第1检测信号与第2检测信号之间的相关信息的信号校正运算式，生成降低了转向轴11及其周围的磁场的影响的输出信号。然后，转向装置（1）根据输出信号来驱动电动马达（21）。
【专利说明】转向装置
[0001]本申请要求2012年11月20日提交的日本专利申请号:2012-254078的优先权，包括说明书、附图和摘要在内的公开，通过引用将其全部内容并入本申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及具有磁检测装置的转向装置。
【背景技术】
[0003]以往的转向装置作为磁检测装置，具有检测施加在转向盘上的转向操作转矩的转矩检测装置。该转矩检测装置具有插入转向轴的结构。该转矩检测装置具有:作为检测磁的磁检测部的线圈；以及磁屏，其通过从外包围磁检测部，来抑制地磁对磁检测部产生影响。另外，作为这种转向装置的一例，举出了例如在日本特开2011-122943号公报中记载的转向装置。
[0004]在以往的转向装置中，由于插入了转向轴，因此磁屏无法在转向轴的轴向覆盖磁检测部。由此，存在地磁经由转向轴对磁检测部产生影响的情况。
[0005]因此，存在即便施加在转向盘上的转向操作转矩相同，转矩检测装置也检测为转向操作转矩不同的情况。另外，例如在检测转向盘的转向操作角的转向角检测装置等的、转矩检测装置以外的磁检测装置中也产生相同的现象。
【发明内容】
[0006]为了应对上述现象，本发明的目的之一在于提供一种能够在进一步抑制了地磁的影响的状态下进行动作的转向装置。
[0007]作为本发明的一个方式的转向装置具备:转向轴，其通过转向操作部件的操作而进行旋转；电动马达，其通过将使上述转向轴旋转的力赋予给上述转向轴，来辅助上述转向操作部件的操作；永久磁铁，其与上述转向轴一体旋转；磁轭，其被配置在上述永久磁铁形成的磁场内，并与上述永久磁铁的相对位置发生变化；磁检测装置，其具有磁检测部，该磁检测部检测由上述永久磁铁和上述磁轭形成的磁路的磁通而生成第I检测信号；输出信号生成部，其根据包含地磁的外部磁场和上述第I检测信号，生成降低了外部磁场的影响的第I检测信号输出；以及马达驱动部，其根据上述输出信号，驱动上述电动马达。
[0008]上述转向装置对第I检测信号进行校正，以使得降低包含地磁的外部磁场的影响。由此，向马达驱动部输出的输出信号成为降低了外部磁场的影响的信号。因此，转向装置能够在进一步抑制了地磁的影响的状态下进行动作。
[0009]作为本发明的另一个方式的转向装置也可以具有:补偿传感器，其检测外部磁场的磁通而生成第2检测信号；和
[0010]以下输出信号生成部:
[0011]根据上述的包含地磁的外部磁场和上述第I检测信号而生成降低了外部磁场的影响的第I检测信号输出的输出信号生成部，使用基于上述第I检测信号和上述第2检测信号的相关信息的信号校正运算式或者映射表，根据上述第I检测信号和上述第2检测信号，生成降低了上述外部磁场的影响的输出信号。
[0012]上述转向装置通过补偿传感器检测外部磁场的磁通，并通过信号校正运算式或者映射表，对磁检测装置所检测出的磁通进行校正，以便降低外部磁场的影响。由此，向马达驱动部输出的输出信号成为降低了外部磁场的影响信号。因此，转向装置能够在进一步抑制了地磁的影响的状态下进行动作。
[0013]作为本发明的再一个方式的转向装置也可以具有以下装置:
[0014]根据包括地磁的外部磁场和上述第I检测信号而生成降低了外部磁场的影响的第I检测信号输出的输出信号生成部中被输入有表不车辆朝向的车辆方向信号，该输出信号生成部具有表不上述车辆的朝向与地磁的关系的校正值表，并使用上述校正值表，生成从上述检测信号降低了地磁的影响的输出信号。
[0015]上述转向装置的输出信号生成部进行校正，以便降低地磁的影响。由此，向马达驱动部输出的输出信号成为降低了地磁的影响的信号。因此，转向装置能够在进一步抑制了外部磁场的影响的状态下进行动作。
[0016]在上述方式的转向装置中，上述磁检测装置也可以是对赋予给上述转向轴的转向操作转矩进行检测的转矩检测装置，或者是对成为上述转向轴的旋转角度的转向操作角进行检测的转向角检测装置。
[0017]本转向装置能够在进一步抑制了地磁的影响的状态下进行动作。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本发明的前述及其他特征和优点将从以下参照附图的实施方式的描述中变得清楚，其中相同标号用来表不相同兀件，其中:
[0019]图1是表示第I实施方式的转向装置的结构的结构图。
[0020]图2是表示第I实施方式的控制装置的结构的框图。
[0021]图3是表示第I实施方式的转矩检测装置及其周边的截面结构的剖视图。
[0022]图4是表示第I实施方式的转矩检测装置和补偿传感器的一部分的结构的立体图。
[0023]图5A是表示第I实施方式的转矩检测装置中的永久磁铁与各磁轭和各聚磁环之间的位置关系的展开图。
[0024]图5B是表示第I实施方式的转矩检测装置中的永久磁铁与各磁轭和各聚磁环之间的位置关系的展开图。
[0025]图5C是表示第I实施方式的转矩检测装置中的永久磁铁与各磁轭和各聚磁环之间的位置关系的展开图。
[0026]图6是表示第I实施方式的转矩检测装置的第I检测信号的推移的图表。
[0027]图7是表示第2实施方式的转向装置的控制装置的结构的框图。
[0028]图8是表示存储在第2实施方式的控制装置中的每个地域的车辆行进方向与地磁之间的关系的映射表。
【具体实施方式】[0029]对本发明的第I实施方式进行说明。参照图1对转向装置I的结构进行说明。
[0030]转向装置I具有:转向主体10、辅助装置20、作为磁检测装置的转矩检测装置30、补偿传感器80、以及控制装置90。转向装置I具有电动型的电动动力转向装置的结构，该电动型的电动动力转向装置通过辅助装置20，来辅助作为转向操作部件2的转向盘的操作。
[0031]转向主体10具有:转向轴11、齿条轴15、齿条和小齿轮机构16、2个转向横拉杆17、以及立柱壳18。
[0032]转向主体10具有经由齿条和小齿轮机构16，连接转向轴11与齿条轴15的结构。
[0033]转向轴11具有柱轴12、中间轴13、以及小齿轮轴14。转向轴11具有通过球窝接头IlA连结柱轴12与中间轴13的结构。转向轴11具有通过球窝接头IlB连结中间轴13与小齿轮轴14的结构。
[0034]柱轴12具有第I轴12A、第2轴12B、以及扭杆12C。柱轴12具有通过扭杆12C，彼此连结第I轴12A与第2轴12B的结构。柱轴12在第I轴12A的端部与转向操作部件2连接，在第2轴12B的端部经由球窝接头IlA与中间轴13连接。
[0035]小齿轮轴14具有行星齿轮14A。小齿轮轴14的行星齿轮14A与齿条轴15的齿条齿轮15A啮合。
[0036]齿条轴15具有齿条齿轮15A。齿条齿轮15A具有在齿条轴15的长度方向的整个规定范围内形成的多个齿条齿。
[0037]齿条和小齿轮机构16具有:小齿轮轴14的行星齿轮14A和齿条轴15的齿条齿轮15A。齿条和小齿轮机构16将小齿轮轴14的旋转变换为齿条轴15的往复运动。
[0038]立柱壳18由金属材料形成。立柱壳18从外包围柱轴12。立柱壳18中容纳有转矩检测装置30、补偿传感器80、辅助装置20的蜗杆轴22、以及蜗轮23。
[0039]辅助装置20具有电动马达21、蜗杆轴22、以及蜗轮23。辅助装置20具有通过连结电动马达21的输出轴与蜗杆轴22，使输出轴与蜗杆轴22 —体旋转的结构。辅助装置20具有蜗轮23与蜗杆轴22啮合的结构。辅助装置20具有蜗轮23被固定于柱轴12的结构。辅助装置20在通过蜗杆轴22和蜗轮23使电动马达21的旋转减速的状态下，将电动马达21的旋转传递给柱轴12，由此将使柱轴12旋转的力赋予给柱轴12。以下，将通过电动马达21使柱轴12旋转的力称为辅助力。
[0040]转矩检测装置30位于柱轴12的周围。转矩检测装置30在柱轴12的轴向，相比于辅助装置20的蜗轮23，位于转向操作部件2侧。转矩检测装置30对通过转向操作部件2的操作赋予给柱轴12的转矩进行检测。以下，将通过转向操作部件2的操作赋予给柱轴12的转矩称为转向操作转矩τ。转矩检测装置30将第I检测信号SI向控制装置90输出。
[0041]补偿传感器80位于柱轴12的周围。补偿传感器80在柱轴12的轴向，相比于转矩检测装置30，位于转向操作部件2侧。补偿传感器80对通过补偿传感器80的磁通进行检测。作为补偿传感器80检测的磁通，例如举出了地磁。补偿传感器80将第2检测信号S2向控制装置90输出。
[0042]控制装置90执行辅助控制。具体而言，控制装置90根据转矩检测装置30的第I检测信号S1、补偿传感器80的第2检测信号S2、以及车速传感器4的车速信号SV，计算电动马达21的辅助力。然后，控制装置90根据辅助力，辅助转向操作部件2的转向操作。
[0043]对转向装置I的动作进行说明。[0044]转向主体10随着转向操作部件2的操作，使柱轴12、中间轴13、以及小齿轮轴14一体旋转。转向主体10通过齿条和小齿轮机构16，将小齿轮轴14的旋转变换为齿条轴15的长度方向的往复运动。转向主体10通过齿条轴15的往复运动，经由2个转向横拉杆17，使车轮3的转向角变化。
[0045]参照图2对控制装置90的详细结构进行说明。
[0046]控制装置90具有输出信号生成部91、运算部92、马达驱动部93以及存储部94。
[0047]转矩检测装置30的第I检测信号SI和补偿传感器80的第2检测信号S2被输入到输出信号生成部91。输出信号生成部91根据各检测信号S1、S2生成输出信号SA。输出信号生成部91向运算部92输出输出信号SA。
[0048]存储部94存储有信号校正运算式，该信号校正运算式用于输出信号生成部91根据各检测信号S1、S2来生成输出信号SA。
[0049]运算部92根据输出信号SA来运算转向操作转矩τ。在运算部92中，被输入车速传感器4的车速信号SV。运算部92根据车速信号SV，运算车辆的行驶速度V。以下，将车辆的行驶速度设为车速V。运算部92向马达驱动部93输出转向操作转矩τ和车速V。
[0050]马达驱动部93根据转向操作转矩τ和车速V，计算提供给电动马达21的电流的目标值IG。以下，将提供给电动马达21的电流的目标值设为目标电流值IG。马达驱动部93根据目标电流值IG，生成马达驱动信号SM。马达驱动部93向电动马达21的马达驱动电路(图示略)输出马达驱动信号SM。
[0051]参照图3和图4对转矩检测装置30和补偿传感器80的详细结构进行说明。
[0052]这里，作为与转向装置I相关的各方向，定义有轴向ΖΑ、上方向ΖΑ1、下方向ΖΑ2、径向ΖΒ、内方向ΖΒ1、外方向ΖΒ2、以及周方向ZC0
[0053]周方向ZC表示绕柱轴12的旋转中心轴的方向。
[0054]轴向ZA表示沿着柱轴12的旋转中心轴的方向。通过表示彼此相反的方向的上方向ZAl与下方向ΖΑ2来规定轴向TA。上方向ZAl表示按照从第2轴12Β到第I轴12Α的顺序通过的方向。下方向ΖΑ2表示按照从第I轴12Α到第2轴12Β的顺序通过的方向。
[0055]径向ZB表示轴向ZA的法线方向。通过表示彼此相反的方向的内方向ZBl和外方向ΖΒ2来规定径向ΖΒ。内方向ZBl表示接近柱轴12的旋转中心轴的方向。外方向ΖΒ2表示从柱轴12的旋转中心轴离开的方向。
[0056]如图3所示，转矩检测装置30具有:作为磁检测部的2个磁检测元件31、磁铁单元40、磁轭单元50、聚磁单元60、以及电路单元70。转矩检测装置30使用有霍尔IC来作为磁检测元件31。
[0057]若参照图4，则磁铁单元40具有永久磁铁41和磁芯42。磁铁单元40被固定于第I轴12Α。永久磁铁41在周方向ZC上，N极与S极被交替磁化。永久磁铁41在其周围形成磁场。磁芯42由磁性体的金属材料形成。磁芯42具有圆筒形状。磁芯42被固定于永久磁铁41的内表面。磁芯42被第I轴12Α压入。
[0058]磁轭单元50从外包围磁铁单元40。磁轭单元50被配置于永久磁铁41形成的磁场内。磁轭单元50具有:第I磁轭51、第2磁轭52、磁轭架53、以及轴环54。磁轭单元50被固定于第2轴12Β。
[0059]如图4所示，第I磁轭51由磁性体的金属材料形成。第I磁轭51具有圆环形状。第I磁轭51具有在周方向ZC上彼此隔开的多个磁轭齿51A ;和在周方向ZC上，彼此连接相邻的磁轭齿51A的连接部分51B。第I磁轭51具有相比于连接部分51B，磁轭齿51A向下方向ZA2延伸的结构。磁轭齿5IA具有随着趋向下方向ZA2，周方向ZC的尺寸变小的锥形形状。
[0060]第2磁轭52由磁性体的金属材料形成。第2磁轭52具有圆环形状。第2磁轭52具有在周方向ZC上彼此隔开的多个磁轭齿52A ;和在周方向ZC上彼此连接相邻的磁轭齿52A的连接部分52B。第2磁轭52具有相比于连接部分52B，磁轭齿52A向上方向ZAl延伸的结构。磁轭齿52A具有随着趋向上方向ZA1，周方向ZC的尺寸变小的锥形形状。磁轭齿52A在周方向ZC上,位于磁轭齿5IA之间。
[0061]磁轭架53由树脂材料形成。磁轭架53与各磁轭51、52 —体形成。磁轭架53保持各磁轭51、52。轴环54被固定于磁轭架53的下方向ZA2的端部。如图3所示，轴环54被固定于第2轴12B的上方向ZAl的端部。
[0062]聚磁单元60从外包围磁轭单元50。聚磁单元60被固定于立柱壳18。聚磁单元60具有第I聚磁环61、第2聚磁环62、聚磁架63、以及磁屏64。聚磁单元60汇集各磁轭51、52的磁通。
[0063]如图4所示，第I聚磁环61由磁性体的金属材料形成。第I聚磁环61具有环主体61A和2个聚磁突起61B。环主体61A具有圆环形状。聚磁突起61B从环主体61A的下端部向外方向ZB2延伸。聚磁突起6IB在周方向ZC上，隔着间隙而相邻。
[0064]第2聚磁环62由磁性体的金属材料形成。第2聚磁环62具有环主体62A和2个聚磁突起62B。环主体62A具有与环主体6IA相同的形状。聚磁突起62B从环主体62A的上端部向外方向ZB2延伸。聚磁突起62B在轴向ZA上，与聚磁突起6IB相对。
[0065]如图3所示，聚磁架63由树脂材料形成。聚磁架63具有圆环形状。聚磁架63与各聚磁环61、62 —体形成。聚磁架63保持各聚磁环61、62。
[0066]磁屏64由磁性体的金属材料形成。在轴向ZA的俯视下,磁屏64具有圆弧形状。磁屏64被固定于聚磁架63的外周面。磁屏64从径向ZB覆盖各聚磁环61、62。磁屏64从径向ZB不覆盖磁检测元件31。
[0067]在图4中，2个磁检测元件31在周方向ZC上相邻。磁检测元件31对由永久磁铁41、各磁轭51、52、各聚磁环61、62形成的磁路的磁通进行检测。磁检测元件31位于各聚磁突起61B、62B的轴向ZA之间。
[0068]在图3中，电路单元70具有:电路基板71、电线72、衬套73、基板保持部件74、以及基板遮盖部件75。电路单元70将磁检测元件31的第I检测信号SI和补偿传感器80的磁检测元件84的第2检测信号S2向图1和图2所示的控制装置90进行通信。
[0069]电路基板71与磁检测元件31、84电连接。电路基板71与聚磁单元60和补偿传感器80在径向ZB上隔开间隙相对。电线72将电路基板71与控制装置90电连接。在电路基板71的上端部，电线72经由衬套73而连接。
[0070]衬套73由橡胶材料形成。衬套73中插入有电线72。衬套73被立柱壳18的基板收纳部分18A的上端部分与基板遮盖部件75夹入。
[0071]基板保持部件74通过将基板遮盖部件75与电路基板71紧固，来保持电路基板71。基板遮盖部件75从外方向ZB2覆盖电路基板71和立柱壳18的基板收纳部分18A。基板遮盖部件75被固定于基板收纳部分18A的外方向ZB2的端部。
[0072]补偿传感器80具有--第I聚磁环81、第2聚磁环82、聚磁架83、以及2个磁检测元件84。补偿传感器80与磁检测元件31相同，使用霍尔IC来作为磁检测元件84。
[0073]如图4所示，第I聚磁环81具有环主体81A和2个聚磁突起81B。第I聚磁环81使用与转矩检测装置30的第I聚磁环61相同的部件。第2聚磁环82具有环主体82A和2个聚磁突起82B。第2聚磁环82使用与转矩检测装置30的第2聚磁环62相同的部件。聚磁架83使用与转矩检测装置30的聚磁架63相同的部件。磁检测元件84与磁检测元件31相同，位于各聚磁突起81B、82B的轴向ZA之间。
[0074]参照图5，对转矩检测装置30的磁通的检测进行说明。图5A是表示没有在图1所示的第I轴12A与第2轴12B之间赋予转矩的状态，以下称为中立状态。图5B是表示在第I轴12A与第2轴12B之间赋予了右旋转方向的转矩的状态，以下称为右旋转状态。图5C是表示在第I轴12A与第2轴12B之间赋予左旋转方向的转矩的状态，以下称为左旋转状态。[0075]作为各磁轭51、52与永久磁铁41的关系，定义了第IN极相对面积、第IS极相对面积、第2N极相对面积以及第2S极相对面积。
[0076]第IN极相对面积表示第I磁轭51与永久磁铁41的N极之间的相对面积。
[0077]第IS极相对面积表示第I磁轭51与永久磁铁41的S极之间的相对面积。
[0078]第2N极相对面积表示第2磁轭52与永久磁铁41的N极之间的相对面积。
[0079]第2S极相对面积表示第2磁轭52与永久磁铁41的S极之间的相对面积。
[0080]如图5A所示，在中立状态下，第I磁轭51的磁轭齿51A的前端部分和第2磁轭52的磁轭齿52A的前端部分位于永久磁铁41的N极与S极之间的边界部分。这时，第IN极相对面积与第IS极相对面积彼此相等。此外,第2N极相对面积与第2S极相对面积彼此相等。由此，在第I聚磁环61的聚磁突起61B与第2聚磁环62的聚磁突起62B之间没有产生磁通。因此，磁检测元件31的输出电压表示为零。
[0081]如图5B所示，在右旋转状态下，由于在图1所示的扭杆12C中产生扭转，因此各磁轭51、52与永久磁铁41之间的相对位置发生变化。由此，第IN极相对面积相对于第IS极相对面积变大。此外，第2N极相对面积相对于第2S极相对面积变小。因此,从永久磁铁41的N极进入第I磁轭51的磁通量比从第I磁轭51朝向永久磁铁41的S极穿出的磁通量多。此外，从永久磁铁41的N极进入第2磁轭52的磁通量比从第2磁轭52朝向永久磁铁41的S极穿出的磁通量少。因此，磁通从第I聚磁环61的聚磁突起61B向第2聚磁环62的聚磁突起62B流入。磁检测元件31将与该磁通对应的输出电压作为第I检测信号SI而输出。
[0082]如图5C所示，在左旋转状态下，由于产生与右旋转状态为相反方向的扭杆12C的扭转，因此各磁轭51、52与永久磁铁41之间的相对位置向与右旋转状态时为相反方向发生变化。由此，第IN极相对面积相对于第IS极相对面积变小。此外，第2N极相对面积相对于第2S极相对面积变大。因此，从永久磁铁41的N极进入第I磁轭51的磁通量比从第I磁轭51朝向永久磁铁41的S极穿出的磁通量少。此外,从永久磁铁41的N极进入第2磁轭52的磁通量比从第2磁轭52进入永久磁铁41的S极的磁通量多。因此，磁通从第2聚磁环62的聚磁突起62B向第I聚磁环61的聚磁突起61B流入。磁检测元件31将与该磁通对应的输出电压作为第I检测信号Si而输出。
[0083]参照图4对补偿传感器80的磁通的检测进行说明。
[0084]在第I聚磁环81和第2聚磁环82中，地磁以及与图1所示的电动马达21等补偿传感器80不同的设备的磁通通过柱轴12。根据第I聚磁环81的磁通量与第2聚磁环82的磁通量之差，在第I聚磁环81的聚磁突起8IB与第2聚磁环82的聚磁突起82B之间流过磁通。磁检测元件84将与该磁通对应的输出电压作为第2检测信号S2而输出。
[0085]参照图6对转向装置I的作用进行说明。另外，在参照图6的以下的说明中，与赋予了符号的转向装置I相关的各结构要素表示图1或者图2中所记载的各结构要素。
[0086]此外，将根据第I检测信号SI和车速V来计算提供给电动马达21的电流量的结构表示为比较转向装置CS。此外，将安装了转向装置I的车辆行进的方向表示为车辆行进方向。
[0087]在图6中，由实线所示的图表Gl是表示在车辆行进方向为北的情况下，当预先设定的转向操作转矩，以下称为设定转向操作转矩，被赋予柱轴12时的转矩检测装置30的第I检测信号SI。在图6中，由双点划线所示的图表G2是表示在车辆行进方向为南的情况下，当设定转向操作转矩被赋予柱轴12时的转矩检测装置30的第I检测信号SI。
[0088]地磁的强度根据车辆行进方向而发生变化。由此，如图表G1、G2所示，根据车辆行进方向，转矩检测装置30的第I检测信号SI的大小不同。此外，地磁的强度根据地域不同而发生变化，该地域是通过由规定的纬度和规定的经度所包围的范围而规定的。
[0089]比较转向装置CS根据第I检测信号SI计算提供给比较转向装置CS的电动马达的电流量，因此根据车辆行进方向和地域，提供给电动马达的电流量不同。因此，比较转向装置CS根据车辆行进方向和地域，辅助力不同。因此，比较转向装置CS存在转向操作感因车辆行进方向和地域而不同的情况。
[0090]此外，存在不同于电动马达21等的转矩检测装置30的设备产生的磁通对转矩检测装置30产生影响的情况。以下，将与电动马达21等的转矩检测装置30不同的设备产生的磁通称为外部磁通。转矩检测装置30因外部磁通的有无而第I检测信号SI的大小不同。因此，比较转向装置CS与地磁同样，存在转向操作感因外部磁通的有无而不同的情况。以下，将地磁的磁场与外部磁通的磁场一起称为外部磁场。
[0091]对此，本实施方式的转向装置I通过补偿传感器80，对外部磁场的磁通进行检测。然后，转向装置I通过控制装置90的输出信号生成部91，如以下那样，生成降低了外部磁场的影响的输出信号SA。
[0092]S卩，输出信号生成部91使用存储在存储部94中的信号校正运算式，根据第I检测信号SI和第2检测信号S2来生成输出信号SA。
[0093]信号校正运算式为以下的数式I。k表示增益。k的值是通过试验等而预先设定的。
[0094]SA = Sl-kXS2 (I)
[0095]通过上述信号校正运算式，输出信号SA成为基于从第I检测信号SI到第2检测信号S2的、降低了外部磁场的影响的信号。另外，由于转矩检测装置30和补偿传感器80彼此为不同的位置，因此第2检测信号S2所检测到的外部磁场的磁通量与包含在转矩检测装置30的第I检测信号SI中的外部磁场的磁通量不同。因此，通过试验等，预先对第2检测信号S2的外部磁场的磁通量与包含在转矩检测装置30的第I检测信号SI中的外部磁场的磁通量之间的相关信息进行把握。然后，根据该相关信息，来设定k的值，即增益的大小。
[0096]然后，转向装置I根据输出信号SA和车速V，计算提供给电动马达21的电流量。因此，提供给电动马达21的电流量因车辆行进方向和外部磁通的有无而不同的情况得到抑制。因此，转向操作感因车辆行进方向和外部磁通的有无而不同的情况得到抑制。
[0097]本实施方式的转向装置I具有从下述I)至3)的有效的效果。
[0098]I)转向装置I具有补偿传感器80。转向装置I根据转矩检测装置30的第I检测信号SI和补偿传感器80的第2检测信号S2,生成降低了外部磁场的影响的输出信号SA。转向装置I根据输出信号SA，来驱动辅助装置20的电动马达21。根据该结构，转向装置I能够在更加降低了外部磁场的影响的状态下进行动作。因此，转向操作感因外部磁场的影响而不同的情况得到抑制。
[0099]2)在转矩检测装置30的电路基板71中，磁检测元件31与补偿传感器80的磁检测元件84被电连接。根据该结构，各磁检测元件31、84与共同的电路基板71电连接。因此，与假定各磁检测元件31、84和个别电路基板电连接的结构相比较，转向装置I的部件的件数变少。
[0100]3)补偿传感器80由转矩检测装置30的聚磁单元60和共同的部件构成。根据该结构，与假定补偿传感器80和转矩检测装置30的聚磁单元60为不同部件的结构相比较，转向装置I的部件种类变少。
[0101]图7表示作为本发明的第2实施方式的转向装置2的结构。作为本实施方式的转向装置2与图1和图2所示的第I实施方式的转向装置I之间的主要不同点，具有以下的不同点。即，第2实施方式的转向装置2没有补偿传感器80。以下，针对与第I实施方式的转向装置I不同之处详细地进行说明，对于与第I实施方式共同的结构，赋予相同的符号，并省略其说明的一部分或者全部。
[0102]控制装置90中，被输入有车辆所具备的GPS测量部的车辆方向信号SD和车辆位置信号SP。在图7中，省略了上述GPS测量部。GPS测量部按照规定的周期，接收从GPS卫星发送的GPS信号。GPS测量部根据GPS信号，生成表示车辆的纬度和经度的车辆位置信号SP。GPS测量部根据上次周期中接收的GPS信号和此次周期中接收的GPS信号，生成车辆方向信号SD,来作为表不车辆向哪个方向行进了的信号。
[0103]存储部94按照地域存储有表示车辆行进方向与地磁之间的关系的映射表MP，来作为校正值表。如图8所示，映射表MP将与北、东北、东、东南、南、西南、西以及西北这8个方向对应的地磁的值表示为车辆行进方向。映射表MP按照地域，例如按照州进行区分。另夕卜，映射表MP中的地磁的值相当于图7所示的转矩检测装置30的第I检测信号SI所包含的地磁。该地磁的值根据地磁的方向，成为正值或者负值。通过试验等，预先设定了该地磁的值。
[0104]如图7所示，在输出信号生成部91中，被输入有转矩检测装置30的第I检测信号S1、车辆方向信号SD以及车辆位置信号SP。输出信号生成部91根据第I检测信号SI和映射表MP生成输出信号SA。输出信号生成部91将输出信号SA输出到运算部92。
[0105]对输出信号生成部91的输出信号SA的生成方法进行说明。[0106]输出信号生成部91根据车辆位置信号SP，来选择映射表MP中的地域。然后，输出信号生成部91根据车辆方向信号SD，选择与所选择的映射表MP中的车辆行进方向对应的地磁的值。输出信号生成部91通过从第I检测信号SI的值减去与地磁的值对应的SI的校正值，来生成输出信号SA。运算部92和马达驱动部93与第I实施方式相同。
[0107]本实施方式的转向装置2除具有第I实施方式的转向装置I的I)的效果之外，还取得了以下的效果4)。
[0108]4)转向装置I根据映射表MP和第I检测信号SI，生成输出信号SA。然后，转向装置I根据输出信号SA，来驱动电动马达21。根据该结构，转向装置2没有第I实施方式的补偿传感器80。因此，降低了转向装置的部件的件数。
[0109]本转向装置包括不同于上述各实施方式的其他的实施方式。下面，表示了作为本转向装置的其他的实施方式的上述各实施方式的变形例子。另外，也能够使下面的各变形例相互组合。
[0110]第I实施方式的补偿传感器80在轴向ZA上，与转矩检测装置30在上方向ZAl侧相邻。但是，补偿传感器80的位置并不限定于第I实施方式所例示的内容。例如，变形例的补偿传感器80在轴向ZA上，与转矩检测装置30在下方向ZA2侧相邻。此外，另一个的变形例的补偿传感器80位于立柱壳18的外部。
[0111]第I实施方式的补偿传感器80具有2个磁检测元件84。但是，补偿传感器80的结构并不限定于第I实施方式所例示的内容。例如，变形例的补偿传感器80具有I个磁检测元件84。
[0112]第I实施方式的补偿传感器80使用霍尔IC作为磁检测元件84。但是，磁检测元件84的结构并不限定于第I实施方式所例示的内容。例如，变形例的磁检测元件84使用霍尔元件或者MR元件,来代替霍尔1C。
[0113]第I实施方式的补偿传感器80构成为，各聚磁环81、82以及聚磁架83与聚磁单元60为共同的部件。但是，补偿传感器80的结构并不限定于第I实施方式所例示的内容。例如，变形例的补偿传感器80构成为，各聚磁环81、82以及聚磁架83与聚磁单元60的各聚磁环61、62以及聚磁架63为不同的部件。
[0114]在第I实施方式的补偿传感器80中，也可以在聚磁架83的外周面安装磁屏。磁屏由磁性体的金属材料形成。
[0115]在第I实施方式的控制装置90中，也可以省略输出信号生成部91。在这种情况下，输出信号生成部91形成为安装在转矩检测装置30的电路单元70的电路基板71上的微型电子计算机。另外，对于第2实施方式的控制装置90，也可以进行相同地变更。
[0116]第I实施方式的控制装置90在输出信号生成部91中，基于信号校正运算式，根据各检测信号S1、S2生成输出信号SA。但是，控制装置90的输出信号SA的生成方法并不限定于第I实施方式所例示的内容。例如，变形例的控制装置90代替信号校正运算式，根据表示第I检测信号SI的外部磁场的磁通量与第2检测信号S2的外部磁场的磁通量之间的关系的映射表，来计算第I检测信号SI的外部磁场的磁通量。然后，变形例的控制装置90通过从第I检测信号SI去除与计算出的第I检测信号SI的外部磁场的磁通量对应的信号校正量，来生成输出信号SA。
[0117]第2实施方式的映射表MP具有8个方向来作为车辆行进方向。但是，车辆行进方向的个数并不限定于第2实施方式所例示的内容。例如，变形例的映射表MP具有9个方向以上的方向或者7个方向以下的多个方向来作为车辆行进方向。
[0118]第2实施方式的映射表MP按照每个都道府县，来区分地域。但是，地域的区分并不限定于第2实施方式所例示的内容。例如，变形例的映射表MP按照州中的市町村的范围来区分地域。此外，另一个变形例的映射表MP按照规定的纬度范围和规定的经度范围所区分的区域，来区分地域。
[0119]在第2实施方式的控制装置90中，输入有由车辆的GPS测量部生成的车辆方向信号SD和车辆位置信号SP。向控制装置90输入的车辆方向信号SD和车辆位置信号SP并不限定于第2实施方式所例示的内容。例如，在变形例的控制装置90中，输入有由导航装置生成的车辆方向信号SD和车辆位置信号SP。
[0120]在第2实施方式的控制装置90中，输入有车辆的GPS测量部的车辆方向信号SD和车辆位置信号SP。但是，控制装置90的结构并不限定于第2实施方式所例示的内容。例如，变形例的控制装置90具有接收GPS信号的接收部。变形例的控制装置90根据接收部所接收的GPS信号，生成车辆方向信号SD和车辆位置信号SP。然后，变形例的控制装置90将车辆方向信号SD和车辆位置信号SP输出到输出信号生成部91。
[0121]在第2实施方式的控制装置90中，也可以为不输入车辆位置信号SP的结构。在这种情况下，映射表MP不按照地域区分。映射表MP表示车辆行进方向与地磁之间的关系。即控制装置90在哪个地域中，都使用共同的映射表MP。
[0122]第I和第2实施方式的转矩检测装置30具有2个磁检测元件31。但是，转矩检测装置30的结构并不限定于各实施方式中所例示的内容。例如，变形例的转矩检测装置30具有I个磁检测元件31。
[0123]第I和第2实施方式的转矩检测装置30使用霍尔IC来作为磁检测元件31。但是，磁检测元件31的结构并不限定于各实施方式中所例示的内容。例如，变形例的磁检测元件31也可以使用霍尔元件或者MR元件,来代替霍尔1C。
[0124]在第I和第2实施方式的转矩检测装置30中，也可以省略磁屏64。
[0125]第I和第2实施方式的转向装置I具有转矩检测装置30来作为磁检测装置。但是，磁检测装置的结构并不限定于各实施方式中所例示的内容。例如，变形例的转向装置I除转矩检测装置30之外，还具有转向角检测装置，来作为磁检测装置。转向角检测装置将成为转向轴11的旋转角度的转向操作角作为第I检测信号，输出到控制装置90。此外，另一个变形例的转向装置I具有转向角检测装置，来代替转矩检测装置30作为磁检测装置。
[0126]第I和第2实施方式的转向装置I具有作为电动型的电动动力转向装置的结构。但是，转向装置I的结构并不限定于各实施方式中所例示的内容。例如，变形例的转向装置I也可以具有作为小齿轮辅助型、双小齿轮辅助型、齿条并行型、或者齿条同轴型的电动动力转向装置的结构。
[0127]接着，对能够根据上述实施方式把握的技术的思想A)、B)和效果一起进行说明。
[0128]A)—种转向装置，其具有电连接上述转矩检测装置和上述控制装置的电路单元，上述电路单元具有电路基板，上述转矩检测装置和上述补偿传感器与上述电路基板电连接。
[0129]根据该结构，转矩检测装置和补偿传感器与共同的电路基板电连接。因此，相比于假定转矩检测装置和补偿传感器与个别的电路基板电连接的结构，转向装置的部件的件数变少。
[0130]B)—种转向装置，其中，上述转矩检测装置具有从外包围上述磁轭的聚磁环和保持上述聚磁环的聚磁架，上述补偿传感器具有与上述聚磁环成为共同的部件的聚磁环，以及与上述聚磁架成为共同的部件的聚磁架。
[0131]根据该结构，由于转矩检测装置的聚磁环和聚磁架与补偿传感器的聚磁环和聚磁架成为共同部件，因此相比于假定转矩检测装置的聚磁环和聚磁架与补偿传感器的聚磁环和聚磁架为不同的部件的结构，转向装置的部件种类变少。
【权利要求】
1.一种转向装置，其特征在于，具备: 转向轴，其通过转向操作部件的操作而旋转； 电动马达，其通过将使所述转向轴旋转的力赋予给所述转向轴，来辅助所述转向操作部件的操作； 永久磁铁，其与所述转向轴一体旋转； 磁轭，其被配置在所述永久磁铁形成的磁场内，且该磁轭与所述永久磁铁的相对位置发生变化； 磁检测装置，其具有磁检测部，该磁检测部检测由所述永久磁铁和所述磁轭形成的磁路的磁通生成第I检测信号； 输出信号生成部，其基于包含地磁的外部磁场和所述第I检测信号，生成从第I检测信号输出降低了外部磁场的影响的输出信号； 马达驱动部，其根据所述输出信号来驱动所述电动马达。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，还包括: 补偿传感器，其检测外部磁场的磁通生成第2检测信号； 所述输出信号生成部使用基于所述第I检测信号与所述第2检测信号之间的相关信息的信号校正运算式或者映射表，生成从所述第I检测信号输出降低了外部磁场的影响的输出信号。
3.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于， 所述输出信号生成部具有表不车辆的朝向与地磁之间的关系的校正值表， 所述输出信号生成部使用表不车辆的朝向的车辆方向信号和所述校正值表求出地磁，生成从所述第I检测信号输出降低了地磁的影响的输出信号。
4.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于， 所述磁检测装置是对赋予给所述转向轴的转向操作转矩进行检测的转矩检测装置，或者是对成为所述转向轴的旋转角度的转向操作角进行检测的转向角检测装置。
5.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于， 所述磁检测装置是对赋予给所述转向轴的转向操作转矩进行检测的转矩检测装置，或者是对成为所述转向轴的旋转角度的转向操作角进行检测的转向角检测装置。
6.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于， 所述磁检测装置是对赋予给所述转向轴的转向操作转矩进行检测的转矩检测装置，或者是对成为所述转向轴的旋转角度的转向操作角进行检测的转向角检测装置。
【文档编号】B62D15/02GK103832468SQ201310572294
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】中村匡秀, 梶谷正史, 武子金, 姜建超 申请人:株式会社捷太格特