JP3114122B2 - Torque sensor for power steering device - Google Patents
Torque sensor for power steering deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両のパワーステアリング装置に適用さ
れ、操舵系に伝達されたトルクを検出するトルクセンサ
に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque sensor that is applied to a power steering device of a vehicle and detects a torque transmitted to a steering system.
トーションバー等の弾性部材を介して連結された2本
の回転軸にトルクが伝達されると、それら2本の回転軸
間にはトーションバーの捩じれを伴って相対回転が生じ
る。そして、その相対回転の方向及び量は、回転軸に伝
達されたトルクの方向及び大きさによって決まるから、
その相対回転を測定すれば、トルクを検出することがで
きる。When torque is transmitted to two rotating shafts connected via an elastic member such as a torsion bar, relative rotation occurs between the two rotating shafts with the torsion of the torsion bar. And since the direction and amount of the relative rotation are determined by the direction and magnitude of the torque transmitted to the rotating shaft,
By measuring the relative rotation, the torque can be detected.
ここで、2本の回転軸間の相対回転を測定するセンサ
には、ポテンショメータ等を利用した接触型のセンサ
と、コイルのインダクタンス変化等を利用した非接触の
センサとがあるが、接触型のセンサには、摺動部を有す
るため摩耗等による断線不良の危険性が高いという不具
合がある。逆に、非接触型のセンサには、そのような不
具合が少ないという利点がある。Here, the sensors for measuring the relative rotation between the two rotating shafts include a contact-type sensor using a potentiometer and the like and a non-contact sensor using a change in coil inductance. The sensor has a disadvantage that the risk of disconnection failure due to abrasion or the like is high because the sensor has a sliding portion. Conversely, a non-contact type sensor has an advantage that there are few such problems.
しかし、コイルのインダクタンス変化を利用した非接
触型のセンサであっても、故障の危険性は皆無ではな
く、何らかの対策が必要であり、従来の多くは、トルク
センサを二系統用意し、それらの検出結果が一致しない
場合には何れかのトルクセンサに故障が生じているもの
と判断し、その後の処理を中止するようにしていた。However, even a non-contact type sensor that uses a change in coil inductance does not have any danger of failure and requires some countermeasure. If the detection results do not match, it is determined that a failure has occurred in any of the torque sensors, and the subsequent processing is stopped.
確かに、トルクセンサを二系統用意すれば、全体の信
頼性は著しく向上するが、コイル及びこれのインダクタ
ンスをトルクに応じて変化させる構成も二系統となり、
装置が大型化してしまうという不具合があり、また、コ
イル自身や、そのコイルのインダクタンスをトルクに応
じて変化させる機械的な構成の故障は極めて発生し難
く、これらを二系統用意しても、コストの上昇に比べて
信頼性の向上は小さく、得策ではない。Certainly, if two torque sensors are prepared, the overall reliability will be significantly improved, but the coil and its inductance will be changed in accordance with the torque as two systems.
There is a problem that the device becomes large, and failure of the coil itself or a mechanical configuration that changes the inductance of the coil in accordance with the torque is extremely unlikely to occur. The improvement in reliability is small compared to the increase in
逆に、コイルを励磁する発振回路は、通常電子回路で
構成するため、比較的外乱の影響を受け易く、コイル等
に比べて故障の発生率は高く、この部分を二系統とする
ことは得策といえる。Conversely, since the oscillation circuit that excites the coil is usually composed of an electronic circuit, it is relatively susceptible to disturbance, and the failure rate is higher than that of coils, etc., so it is advisable to use two parts for this part. It can be said that.
しかし、単に発振回路を二系統とし、その出力を比較
しても、発振回路の前段階、例えば、電源部等に異常が
あると、二つの発振回路の出力を比較しても故障を発見
することはできず、正確な判断が下せないという欠点が
ある。However, even if the oscillation circuit is simply divided into two systems and their outputs are compared, if there is an abnormality in the previous stage of the oscillation circuit, for example, if there is an abnormality in the power supply unit or the like, a failure is found even when comparing the outputs of the two oscillation circuits. There is a drawback that accurate judgment cannot be made.
そこで、本発明は、このような従来の技術が有する解
決すべき課題に着目してなされたものであり、装置の著
しい大型化等を招くことなく、確実に信頼性が向上する
非接触型のトルクセンサを提供することを目的としてい
る。Therefore, the present invention has been made in view of the problems to be solved by such conventional technology, and a non-contact type in which reliability is reliably improved without inviting a remarkable increase in size of the device. It is intended to provide a torque sensor.
上記目的を達成するために、請求項(1)記載の発明
は、同軸に配設された第1及び第2の回転軸と、これら
第1及び第2の回転軸を連結する弾性部材と、発振回路
の出力に起因した起電力が誘導されるコイルと、前記第
1及び第2の回転軸間の相対回転に応じて前記コイルの
インダクタンスを変化させるインダクタンス可変手段
と、前記コイルに誘導される起電力に基づいて前記第1
及び第2の回転軸に伝達されたトルクを演算するトルク
演算手段と、を備え、車両のパワーステアリング装置に
適用されるトルクセンサにおいて、前記発振回路の出力
の振幅が上限値及び下限値で規定された許容範囲内にあ
るか否かを判定する振幅上下限判定手段を設け、前記発
振回路の出力の振幅が前記許容範囲から外れている場合
に異常が発生したと判断するようにした。In order to achieve the above object, the invention according to claim (1) includes first and second rotating shafts arranged coaxially, an elastic member connecting the first and second rotating shafts, A coil in which an electromotive force caused by an output of the oscillation circuit is induced, an inductance changing unit that changes an inductance of the coil according to a relative rotation between the first and second rotation axes, and an inductance induced in the coil The first based on the electromotive force
And a torque calculating means for calculating a torque transmitted to the second rotating shaft, wherein the amplitude of the output of the oscillation circuit is defined by an upper limit value and a lower limit value in a torque sensor applied to a power steering device of a vehicle. And an amplitude upper / lower limit judging unit for judging whether or not the amplitude falls within the allowable range. If the amplitude of the output of the oscillation circuit is out of the allowable range, it is determined that an abnormality has occurred.
また、上記目的を達成するために、請求項(2)記載
の発明は、同軸に配設された第1及び第2の回転軸と、
これら第1及び第2の回転軸を連結する弾性部材と、発
振回路の出力に起因した起電力が誘導されるコイルと、
前記第1及び第2の回転軸間の相対回転に応じて前記コ
イルのインダクタンスを変化させるインダクタンス可変
手段と、前記コイルに誘導される起電力に基づいて前記
第1及び第2の回転軸に伝達されたトルクを演算するト
ルク演算手段と、を備え、車両のパワーステアリング装
置に適用されるトルクセンサにおいて、前記発振回路の
出力の周波数が上限値及び下限値で規定された許容範囲
内にあるか否かを判定する周波数上下限判定手段を設
け、前記発振回路の出力の周波数が前記許容範囲から外
れている場合に異常が発生したと判断するようにした。Further, in order to achieve the above object, the invention described in claim (2) is characterized in that the first and second rotating shafts arranged coaxially,
An elastic member for connecting the first and second rotating shafts, a coil for inducing an electromotive force resulting from the output of the oscillation circuit,
Inductance changing means for changing the inductance of the coil in accordance with the relative rotation between the first and second rotating shafts, and transmitting to the first and second rotating shafts based on an electromotive force induced in the coil Torque calculating means for calculating the applied torque, wherein the frequency of the output of the oscillation circuit is within an allowable range defined by an upper limit and a lower limit in the torque sensor applied to the power steering device of the vehicle. Frequency upper / lower limit determining means for determining whether or not an error has occurred is provided, and when the frequency of the output of the oscillation circuit is out of the allowable range, it is determined that an abnormality has occurred.
第1及び第2の回転軸にトルクが伝達されると、それ
ら第1及び第2の回転軸間には、弾性部材の捩じれを伴
って、そのトルクの方向及び大きさに応じた相対回転が
生じる。When torque is transmitted to the first and second rotating shafts, relative rotation according to the direction and magnitude of the torque is caused between the first and second rotating shafts with the torsion of the elastic member. Occurs.
すると、インダクタンス可変手段が、第1及び第2の
回転軸間の相対回転に応じてコイルのインダクタンスを
変化させるから、発振回路の出力によってコイルに生じ
る起電力は、第1及び第2の回転軸間の相対回転、即
ち、伝達されたトルクの方向及び大きさによって決ま
る。Then, since the inductance changing means changes the inductance of the coil according to the relative rotation between the first and second rotating shafts, the electromotive force generated in the coil by the output of the oscillation circuit is equal to the first and second rotating shafts. Between the relative rotations, ie, the direction and magnitude of the transmitted torque.
従って、トルク演算手段によって、コイルに誘導され
る起電力に基づいて第1及び第2の回転軸に伝達された
トルクが演算される。Therefore, the torque transmitted to the first and second rotating shafts is calculated by the torque calculating means based on the electromotive force induced in the coil.
そして、請求項(1)記載の発明では、振幅上下限判
定手段によって、発振回路の出力の振幅が、上限値及び
下限値で規定された許容範囲内にあるか否かが判定さ
れ、その発振回路の出力の振幅が許容範囲の上限値より
も大きい場合、並びに、その発振回路の出力の振幅が許
容範囲の下限値よりも小さい場合に、異常が発生したと
判断される。According to the invention described in claim (1), the amplitude upper / lower limit determining means determines whether or not the amplitude of the output of the oscillation circuit is within an allowable range defined by the upper limit value and the lower limit value. If the amplitude of the output of the circuit is larger than the upper limit of the allowable range, and if the amplitude of the output of the oscillation circuit is smaller than the lower limit of the allowable range, it is determined that an abnormality has occurred.
このため、実際のトルクよりも大きめの値が検出され
てしまう異常(発振回路の出力の振幅が許容範囲の上限
値よりも大きい場合)と、実際のトルクよりも小さめの
値が検出されてしまう異常(発振回路の出力の振幅が許
容範囲の下限値よりも小さい場合)との、両方を検出す
ることが可能となる。For this reason, an abnormality in which a value larger than the actual torque is detected (when the amplitude of the output of the oscillation circuit is larger than the upper limit of the allowable range), and a value smaller than the actual torque is detected. Abnormality (when the amplitude of the output of the oscillation circuit is smaller than the lower limit of the allowable range) can be detected.
また、請求項(2)記載の発明では、周波数上下限判
定手段によって、発振回路の出力の周波数が、上限値及
び下限値で規定された許容範囲内にあるか否かが判定さ
れ、その発振回路の出力の周波数が許容範囲の上限値よ
りも高い場合、並びに、その発振回路の出力の周波数が
許容範囲の下限値よりも低い場合に、異常が発生したと
判断される。In the invention described in claim (2), the frequency upper / lower limit determining means determines whether or not the output frequency of the oscillation circuit is within an allowable range defined by an upper limit value and a lower limit value. If the frequency of the output of the circuit is higher than the upper limit of the allowable range, and if the frequency of the output of the oscillation circuit is lower than the lower limit of the allowable range, it is determined that an abnormality has occurred.
このため、実際のトルクよりも大きめの値が検出され
てしまう異常(発振回路の出力の周波数が許容範囲の上
限値よりも高い場合)と、実際のトルクよりも小さめの
値が検出されてしまう異常(発振回路の出力の周波数が
許容範囲の下限値よりも低い場合)との、両方を検出す
ることが可能となる。For this reason, an abnormality in which a value larger than the actual torque is detected (when the output frequency of the oscillation circuit is higher than the upper limit of the allowable range), and a value smaller than the actual torque is detected. It is possible to detect both an abnormality (when the frequency of the output of the oscillation circuit is lower than the lower limit of the allowable range).
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図乃至第8図は、本発明の第1実施例を示す図で
ある。1 to 8 show a first embodiment of the present invention.
先ず、構成を説明すると、第1図は、本発明に係るト
ルクセンサを適用した車両用パワーステアリング装置の
断面図であり、ハウジング1内には、弾性部材としての
トーションバー4を介して連結された第1の回転軸とし
ての磁性体製の入力軸2及び第2の回転軸としての出力
軸3が、軸受5a,5b及び5cによって回動自在に支持され
ている。ただし、入力軸2,出力軸3及びトーションバー
4は、同軸に配設されている。First, the configuration will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a vehicle power steering device to which a torque sensor according to the present invention is applied, and is connected to a housing 1 via a torsion bar 4 as an elastic member. An input shaft 2 made of a magnetic material as a first rotating shaft and an output shaft 3 as a second rotating shaft are rotatably supported by bearings 5a, 5b and 5c. However, the input shaft 2, the output shaft 3 and the torsion bar 4 are arranged coaxially.
なお、ハウジング1の入力軸2側の開口部は、シール
リング6によって封止されるとともに、出力軸3側の開
口部は、キャップ7によって封止されている。The opening on the input shaft 2 side of the housing 1 is sealed by a seal ring 6, and the opening on the output shaft 3 side is sealed by a cap 7.
入力軸2の図示しない第1図右端側には、ステアリン
グホイールが回動方向に一体に取り付けられており、ま
た、出力軸3の左端部には、公知のラックピニオン式ス
テアリング装置を構成するピニオン軸3aが一体に形成さ
れ、さらに、そのピニオン軸3aは、ハウジング1内にお
いてラックピニオン式ステアリング装置のラック軸8に
噛合している。A steering wheel is integrally attached to the right end of the input shaft 2 in FIG. 1 (not shown) in the rotational direction. A left end of the output shaft 3 is provided with a pinion constituting a known rack and pinion type steering device. The shaft 3a is formed integrally, and the pinion shaft 3a meshes with the rack shaft 8 of the rack and pinion type steering device in the housing 1.
従って、操縦者がステアリングホイールを操舵するこ
とによって発生した操舵力は、入力軸2,トーションバー
4,出力軸3,ピニオン軸3a及びラック軸8を介して、図示
しない転舵輪に伝達される。Therefore, the steering force generated by the steering of the steering wheel by the driver is input shaft 2, torsion bar
4, transmitted to the steered wheels (not shown) via the output shaft 3, the pinion shaft 3a, and the rack shaft 8.
一方、第1図及び同図のA−A線断面図である第2図
に示すように、入力軸2の左端部には、軸方向に連続し
た突条部2a,2aが形成され、これら突条部2a,2aは、出力
軸3の右端部に形成され且つ突条部2a,2aよりも若干幅
広の縦溝3b,3bに挿入されていて、これにより、入力軸
2及び出力軸3間の所定範囲(±5度程度)以上の相対
回動を防止している。On the other hand, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 which is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, at the left end of the input shaft 2, there are formed ridges 2a, 2a which are continuous in the axial direction. The ridges 2a, 2a are formed at the right end of the output shaft 3 and are inserted into vertical grooves 3b, 3b slightly wider than the ridges 2a, 2a. The relative rotation of a predetermined range (about ± 5 degrees) or more is prevented.
ちなみに、第1図は、第2図のB−B線断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
また、入力軸2には、他の部位よりも大径に成形する
ことにより構成されたフランジ部9と、このフランジ部
9から軸方向に離隔し且つ入力軸2に軸方向及び回転方
向に一体に外嵌したリング状の磁性体からなるフランジ
部10とが設けられており、さらに、これらフランジ部9
及び10間には、入力軸2に対して相対回転可能である非
磁性体製の円筒部材11が配設されている。Further, the input shaft 2 is formed with a flange portion 9 formed by molding to have a larger diameter than other portions, and is separated from the flange portion 9 in the axial direction and integrated with the input shaft 2 in the axial direction and the rotational direction. And a flange portion 10 made of a ring-shaped magnetic material which is fitted to the outside.
A cylindrical member 11 made of a non-magnetic material and rotatable relative to the input shaft 2 is disposed between the cylindrical member 11 and the input shaft 2.
フランジ部9及び10の外周面には、周方向に等間隔に
散在した複数の突起9a及び10aが設けられていて、これ
ら突起9a及び10aは、同寸法であるが、それらの一部分
を展開した第3図に示すように、突起9a,9a間に突起10a
が対向し、突起10a,10a間に突起9aが対向するように、
半ピッチずれて配置されている。A plurality of protrusions 9a and 10a scattered at equal intervals in the circumferential direction are provided on the outer peripheral surface of the flange portions 9 and 10, and these protrusions 9a and 10a have the same size, but a part of them is developed. As shown in FIG. 3, the projections 10a are located between the projections 9a, 9a.
Are opposed, and the projection 9a is opposed between the projections 10a, 10a,
They are arranged with a half pitch shift.
なお、入力軸2と円筒部材11との間の隙間及び円筒部
材11とフランジ部9,10との間の隙間は、比較的狭く、20
μm〜30μm程度に調整されている。The gap between the input shaft 2 and the cylindrical member 11 and the gap between the cylindrical member 11 and the flange portions 9 and 10 are relatively small.
It is adjusted to about 30 μm.
そして、円筒部材11には、一端側が接触しないように
充分な隙間を持ってフランジ部9を貫通して出力軸3の
角溝3cに緩く挿入され且つ入力軸2と平行な円柱形のシ
ャフト12が圧入されている。The cylindrical member 11 is inserted loosely into the square groove 3c of the output shaft 3 through the flange portion 9 with a sufficient gap so that one end side does not come into contact with the cylindrical shaft 11. Is press-fitted.
ここで、シャフト12と角溝3cとは、出力軸3の回転方
向には一体であるが、シャフト12の軸方向には、緩く挿
入されていることから、比較的小さな力で相対変位が可
能となっている。Here, the shaft 12 and the square groove 3c are integral with each other in the rotation direction of the output shaft 3, but can be relatively displaced with a relatively small force because they are loosely inserted in the axial direction of the shaft 12. It has become.
また、円筒部材11の外周面には、磁性体製のリング13
が回転方向及び軸方向に一体に外嵌している。A ring 13 made of a magnetic material is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical member 11.
Are externally fitted integrally in the rotation direction and the axial direction.
このリング13のフランジ9側を向く端面には複数の突
起13aが、フランジ10側を向く端面には複数の突起13b
が、周方向に等間隔に散在して構成されていて、これら
突起13a及び13bは、第3図に示すように、同寸法で且つ
同ピッチであって、入力軸2及び出力軸3間に相対回転
が生じていない時に、突起9aと突起13aとのラップ量S1
と、突起10aと突起13bとのラップ量S2とが、それぞれ50
%になるように配置されている。A plurality of projections 13a are provided on an end face of the ring 13 facing the flange 9 side, and a plurality of projections 13b are provided on an end face facing the flange 10 side.
However, the projections 13a and 13b have the same dimensions and pitch as shown in FIG. 3, and are arranged between the input shaft 2 and the output shaft 3 as shown in FIG. When the relative rotation does not occur, the lap amount S 1 between the protrusion 9a and the protrusion 13a
When the lapping amount S 2 of the projection 10a and the projection 13b, respectively 50
%.
なお、突起9aと突起13aとの隙間G1と、突起10aと突起
13bとの隙間G2とは、同じ距離であって、比較的広く、
0.3mm〜0.6mm程度に調整されている。Incidentally, the gap G 1 between the projections 9a and the protrusion 13a, a protrusion 10a projecting
The gap G 2 with 13b is the same distance, is relatively wide,
It is adjusted to about 0.3mm to 0.6mm.
また、ハウジング1の内周面であって、フランジ部9,
10及び円筒部材11を取り囲む部分には、磁性体からなる
円筒形のホルダー15が埋設されていて、このホルダー15
には、入力軸2側が開口し且つ隙間G1,G2を取り囲む二
つの周溝15a,15bが形成され、さらに、その周溝15a及び
15bのそれぞれには、同一規格のコイル16,17が収納され
ている。In addition, the inner peripheral surface of the housing 1 has a flange portion 9,
A cylindrical holder 15 made of a magnetic material is embedded in a portion surrounding the cylindrical member 10 and the cylindrical member 11.
The two circumferential grooves 15a which are input shaft 2 side to surround the open and gap G 1, G 2, 15b are formed, further, and the circumferential groove 15a
In each of the coils 15b, coils 16, 17 of the same standard are stored.
コイル16及び17は、これらコイル16及び17に誘導され
る起電力の差を演算し、その演算結果に基づいて入力軸
2及び出力軸3間の相対回転を求める相対回転検出回路
に接続される。The coils 16 and 17 are connected to a relative rotation detection circuit that calculates a difference between electromotive forces induced in the coils 16 and 17 and obtains a relative rotation between the input shaft 2 and the output shaft 3 based on the calculation result. .
そして、相対回転検出回路は、検出した相対回転に基
づいて操舵系に発生しているトルクを演算し、その求め
られたトルクが減少するように、例えばラック軸8に連
結された電動モータ等からなる操舵補助力付与装置に制
御信号を出力するコントローラに接続されている。Then, the relative rotation detection circuit calculates the torque generated in the steering system based on the detected relative rotation, and, for example, from an electric motor or the like connected to the rack shaft 8 so that the calculated torque decreases. Connected to a controller that outputs a control signal to the steering assist force applying device.
第4図は、相対回転検出回路20の全体構成を示す回路
図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing the overall configuration of the relative rotation detection circuit 20.
即ち、コイル16,17及び抵抗値の等しい二つの抵抗R1,
R2を接続してブリッジ回路21が構成され、このブリッジ
回路21の二つの出力が、並列関係にある二つの処理回路
22及び23に供給されている。That is, the coils 16, 17 and two resistors R 1 ,
Bridge circuit 21 by connecting R 2 is configured, two outputs of the bridge circuit 21, two processing circuits having a parallel relationship
22 and 23.
それら処理回路22及び23は、ブリッジ回路21の二つの
出力の差を求める差動増幅器25と、この差動増幅器25の
出力の最大値を抽出するピークホールド回路26と、イン
ピーダンス整合回路27と、をそれぞれ有している。The processing circuits 22 and 23 include a differential amplifier 25 that determines the difference between the two outputs of the bridge circuit 21, a peak hold circuit 26 that extracts the maximum value of the output of the differential amplifier 25, an impedance matching circuit 27, Respectively.
また、ブリッジ回路21の電源側は、インピーダンス整
合回路28を介して、所定の振幅,周波数の交流電流を供
給する発振回路30の出力が供給されている。The output of an oscillation circuit 30 that supplies an alternating current of a predetermined amplitude and frequency is supplied to the power supply side of the bridge circuit 21 via an impedance matching circuit 28.
さらに、発振回路30は、インピーダンス整合回路31を
介して、電源VCCから二つの基準電圧V1及びV2を生成す
る定電圧回路32に接続されていて、その内の一方の基準
電圧V1が供給されている。Furthermore, the oscillation circuit 30 via the impedance matching circuit 31 to generate a two reference voltages V 1 and V 2 from the power supply V CC be connected to the constant voltage circuit 32, one of the reference voltages V 1 of which Is supplied.
そして、ブリッジ回路21に供給される交流電圧v1が、
第5図に示す異常検出回路35にも供給されている。Then, the AC voltage v 1 supplied to the bridge circuit 21 is
It is also supplied to the abnormality detection circuit 35 shown in FIG.
この異常検出回路35は、交流電圧v1の振幅が、上限値
及び下限値で規定された所定の許容範囲内に収まってい
るか否かを判定することにより、ブリッジ回路21及び処
理回路22,23が正常に動作できる状態であるか否かを判
定する回路であって、平滑回路36と、ヒステリシス付の
ウインドコンパレータ37とから構成されている。The abnormality detecting circuit 35, by which the amplitude of the AC voltage v 1 is to determine whether is within the upper limit value and within a predetermined allowable range defined by a lower limit value, the bridge circuit 21 and processing circuitry 22, 23 Is a circuit for determining whether or not is in a state in which it can operate normally, and comprises a smoothing circuit 36 and a window comparator 37 with hysteresis.
即ち、交流電圧v1が平滑回路36によって平滑され、そ
の平滑された値が、ウインドコンパレータ37で定められ
る許容範囲内に収まっている場合には、異常検出回路35
の検出信号D1は高レベルとなる一方、上記平滑された値
がウインドコンパレータ37で定められる上限値よりも大
きいか、若しくは、上記平滑化された値がウインドコン
パレータ37で定められる下限値よりも小さいかの、いず
れかが成立した場合には、出力信号D1は低レベルとな
る。That is, if the AC voltage v 1 is smoothed by the smoothing circuit 36 and the smoothed value falls within the allowable range defined by the window comparator 37, the abnormality detection circuit 35
Detection signal D 1 whereas a high level of, or the smoothed value is greater than the upper limit defined by the window comparator 37, or than the lower limit value of the smoothed values is determined by the window comparator 37 if small, if any is satisfied, the output signal D 1 becomes low level.
第6図は、処理回路22,23と、操舵補助力付与装置に
制御信号を出力するコントローラ39との接続関係を示す
回路図であり、同図に示すように、コントローラ39に
は、処理回路22の出力電圧VOUT1が直接供給されるとと
もに、処理回路23の出力電圧VOUT2が、高レベルの信号
が供給されると導通状態となり且つ低レベルの信号が供
給されると遮断状態となるアナログスイッチ40を介して
供給されている。FIG. 6 is a circuit diagram showing a connection relationship between the processing circuits 22 and 23 and a controller 39 that outputs a control signal to the steering assist force applying device. As shown in FIG. The output voltage V OUT1 of 22 is directly supplied, and the output voltage V OUT2 of the processing circuit 23 is turned on when a high-level signal is supplied and cut off when a low-level signal is supplied. It is supplied via a switch 40.
そして、コントローラ39は、供給される二つの出力電
圧VOUT1,VOUT2に基づき、操舵系に発生している操舵ト
ルクを演算し、その操舵トルクが減少する方向に操舵補
助トルクが付与されるように、操舵補助力付与装置に制
御信号を出力するが、出力電圧VOUT1及びVOUT2が一致し
ていない場合には、操舵トルクセンサに異常が生じたと
判断し、操舵補助力付与装置を停止する。Then, the controller 39 calculates the steering torque generated in the steering system based on the two output voltages V OUT1 and V OUT2 supplied, so that the steering assist torque is applied in a direction in which the steering torque decreases. A control signal is output to the steering assist force applying device, but if the output voltages V OUT1 and V OUT2 do not match, it is determined that an abnormality has occurred in the steering torque sensor, and the steering assist force applying device is stopped. .
また、アナログスイッチ40には、異常検出回路35の出
力信号D1が供給されていて、そのアナログスイッチ40の
コントローラ39側には、操舵トルクが零である時に処理
回路22,23が出力する中立電圧(出力電圧VOUT1,V
OUT2が、操舵トルクに応じて0〜5Vの間で変化するとす
れば、2.5V)を発生する定電圧発生回路41が接続されて
いる。Further, the analog switch 40, is supplied with the output signal D 1 of the abnormality detection circuit 35, the controller 39 side of the analog switch 40, and outputs the processing circuits 22 and 23 when the steering torque is zero neutral Voltage (output voltage V OUT1 , V
Assuming that OUT2 changes between 0 and 5 V according to the steering torque, a constant voltage generation circuit 41 that generates 2.5 V) is connected.
次に、本実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零である
ものとすると、入力軸2及び出力軸3間には相対回転は
生じないから、入力軸2と回転方向に一体となったフラ
ンジ部9,10と、出力軸3の回転力がシャフト12を介して
伝達される円筒部材11,リング13との間にも相対回転は
生じない。従って、突起9aと突起13aとのラップ量S
1と、突起10aと突起13bとのラップ量S2とは、それぞれ5
0%の状態を維持するから、コイル16の自己インダクタ
ンスL1と、コイル17の自己インダクタンスL2とは等し
い。Now, assuming that the steering system is in a straight running state and the steering torque is zero, there is no relative rotation between the input shaft 2 and the output shaft 3, so that the flange portion integrated with the input shaft 2 in the rotation direction. No relative rotation occurs between the cylindrical member 11 and the ring 13 to which the rotational force of the output shaft 3 is transmitted via the shaft 12. Therefore, the wrap amount S between the projection 9a and the projection 13a
1 and the amount of wrap S 2 between the projections 10a and 13b are 5
Since maintaining a 0% state, the self-inductance L 1 of the coil 16 is equal to the self-inductance L 2 of the coil 17.
一方、ステアリングホイールを操舵して入力軸2に回
転力が生じると、その回転力は、トーションバー4を介
して出力軸3に伝達する。On the other hand, when the steering wheel is steered to generate a torque on the input shaft 2, the torque is transmitted to the output shaft 3 via the torsion bar 4.
このとき、出力軸3には、転舵輪及び路面間の摩擦力
や、ラックピニオン式ステアリング装置の摩擦力等に応
じた抵抗力が生じるため、入力軸2及び出力軸3間に
は、トーションバー4が捩じれることによって、出力軸
3側が遅れる相対回動が発生する。At this time, since a frictional force is generated on the output shaft 3 according to the frictional force between the steered wheels and the road surface and the frictional force of the rack and pinion type steering device, the torsion bar is provided between the input shaft 2 and the output shaft 3. Due to the twisting of the output shaft 4, a relative rotation occurs in which the output shaft 3 is delayed.
すると、入力軸2と一体に回動するフランジ部9,10間
において、出力軸3の回転力がシャフト12を介して伝達
される円筒部材11が回転方向に変位するため、リング13
も回転方向に変位し、ラップ量S1及びS2が変化する。Then, the cylindrical member 11 to which the rotational force of the output shaft 3 is transmitted via the shaft 12 is displaced in the rotational direction between the flange portions 9 and 10 which rotate integrally with the input shaft 2.
Also displaced in the direction of rotation, the wrap amount S 1 and S 2 are changed.
このとき、第3図に示すように、突起9a及び10aを半
ピッチずらして配置しているため、これらの間でリング
13が回転方向に変位すると、ラップ量S1及びS2の一方は
増大し、他方は減少し、その増減に従ってコイル16及び
17の自己インダクタンスL1及びL2が互いに逆方向に増減
する。At this time, as shown in FIG. 3, since the projections 9a and 10a are displaced by a half pitch, a ring is formed between them.
When 13 is displaced in the direction of rotation, while the increase of the lap amount S 1 and S 2, the other is decreased, the coil 16 and in accordance with the increase or decrease
Self-inductance L 1 and L 2 of 17 is increased or decreased in opposite directions.
ここで、例えば右回転方向のトルクが発生していると
きにラップ量S1が増大しラップ量S2が減少するととも
に、左回転方向のトルクが発生しているときにラップ量
S1が減少しラップ量S2が増大するように構成しているも
のとすると、自己インダクタンスL1及びL2は、第7図に
示すように、トルクが零の時点で交差する正反対の特性
となる。Here, for example, with the lap amount S 1 is decreased wraps amount S 2 increases when clockwise torque is generated, lapping amount when the torque of the left rotation direction is generated
If it is assumed that the configured such overlap amount S 2 S 1 is decreased to increase the self-inductance L 1 and L 2 are opposite characteristics as shown in FIG. 7, the torque intersect at the point of zero Becomes
ここで、操舵トルクが零であるものとすると、上述し
たように、コイル16及び17の自己インダクタンスL1及び
L2は等しいから、発振回路30から交流電圧v1がブリッジ
回路21に供給されても、コイル16及び17に誘導される起
電力は等しく、よって、ブリッジ回路21の二つの出力は
等しい。Here, assuming that the steering torque is zero, as described above, the self-inductances L 1 and L 1 of the coils 16 and 17 are determined.
Since L 2 are equal, the AC voltage v 1 from the oscillation circuit 30 is also supplied to the bridge circuit 21, the electromotive force induced in the coils 16 and 17 are equal, therefore, the two outputs of the bridge circuit 21 are equal.
従って、差動増幅器25,25の出力電圧は操舵トルク零
に対応する中立電圧となるから、処理回路22及び23の出
力電圧VOUT1及びVOUT2に基づいて操舵トルクが零である
と判断し、コントローラ39は、ラック軸8に操舵補助ト
ルクを付与する操舵補助力付与装置を作動させないか
ら、操舵補助トルクは発生せず、操舵系は直進状態を維
持する。Therefore, since the output voltages of the differential amplifiers 25 and 25 become neutral voltages corresponding to the steering torque of zero, it is determined that the steering torque is zero based on the output voltages V OUT1 and V OUT2 of the processing circuits 22 and 23, Since the controller 39 does not operate the steering assist force applying device that applies the steering assist torque to the rack shaft 8, no steering assist torque is generated, and the steering system maintains the straight running state.
一方、操舵系に操舵トルクが発生しているものとする
と、上述したように、第7図に示す特性に従ってコイル
16の自己インダクタンスL1は増加又は減少し、且つ、コ
イル17の自己インダクタンスL2は減少又は増加するか
ら、コイル16及びコイル17に誘導される起電力に差が生
じ、その結果、差動増幅器25,25に出力電圧が中立電圧
から増加又は減少する。On the other hand, assuming that a steering torque is generated in the steering system, as described above, the coil according to the characteristic shown in FIG.
16 self-inductance L 1 of increased or decreased, and, since self-inductance L 2 of the coil 17 decreases or increases, the difference between the electromotive force is generated which is induced in coil 16 and coil 17, as a result, the differential amplifier At 25, 25, the output voltage increases or decreases from the neutral voltage.
従って、コントローラ39は、出力電圧VOUT、及びV
OUT2に基づいて操舵トルクを演算し、その操舵トルクが
減少するように操舵補助力付与装置に制御信号を出力す
る。Therefore, the controller 39 outputs the output voltages V OUT and V OUT
A steering torque is calculated based on OUT2 , and a control signal is output to the steering assisting force applying device so that the steering torque decreases.
すると、操舵系には、操舵トルクに応じた操舵補助ト
ルクが付与されたことになるから、操舵トルクは減少
し、操縦者の負担が軽減される。Then, since a steering assist torque corresponding to the steering torque is applied to the steering system, the steering torque decreases, and the burden on the driver is reduced.
ここで、コイル16及び17の自己インダクタンスL1及び
L2の差は、第8図に示すように、コイル16又は17の自己
インダクタンスL1及びL2の傾き(第7図参照)に比べて
倍の傾きとなるから、本実施例のように、コイル16及び
17に誘導される起電力で決まるブリッジ回路21の二つの
出力の差を求める差動増幅器25,25の出力に基づいてト
ルクを演算すれば、微小なトルクの変化が高精度に求め
られる。Here, and self-inductance L 1 of the coil 16 and 17
As shown in FIG. 8, the difference between L 2 is twice as large as the slope of the self-inductances L 1 and L 2 of the coil 16 or 17 (see FIG. 7). , Coil 16 and
If the torque is calculated based on the outputs of the differential amplifiers 25, 25 which determine the difference between the two outputs of the bridge circuit 21 determined by the electromotive force induced by the 17, a minute change in torque can be obtained with high accuracy.
その結果、トーションバー4を捩じれ易くすることな
く、即ち、装置の大型化や、入力軸2及び出力軸3間の
トルク伝達特性の低下等を招くことなく、測定精度を向
上させることができる。換言すれば、従来の装置と同等
の精度を、トーションバー4の短い小型の装置で実現で
きることにもなる。As a result, it is possible to improve the measurement accuracy without making the torsion bar 4 easy to twist, that is, without increasing the size of the device or reducing the torque transmission characteristics between the input shaft 2 and the output shaft 3. In other words, the same accuracy as that of the conventional device can be realized by a small device having a short torsion bar 4.
また、自己インダクタンスL1及びL2の差を求めている
ため、例えば、コイル16及び17の周囲の温度が変動した
り、或いは種々のノイズが発生して、それら自己インダ
クタンスL1及びL2にトルクに無関係な変動が生じても、
それらは自己インダクタンスL1及びL2で同じ方向に表れ
るから、それらの差を求めると相殺され、最終的な測定
値から除去されることになる。つまり、温度補償が行わ
れるとともに、ノイズにも強い装置となる。Further, since the determining a difference self-inductance L 1 and L 2, for example, or the temperature fluctuates around the coil 16 and 17, or various noise occurs, their self-inductance L 1 and L 2 Even if torque-related fluctuations occur,
Because they appear in the same direction with self-inductance L 1 and L 2, are offset by determining the difference between them, it will be removed from the final measurement value. That is, the temperature compensation is performed, and the device is resistant to noise.
さらに、シャフト12と角溝3cとの軸方向の結合力をな
くし若しくは小さくし、且つ、円筒部材11を微小な隙間
をもって入力軸2に外嵌させているため、例えば入力軸
2に軸方向の力が加わっても、その力は、シャフト12が
角溝3c内で進退することにより吸収されるので、円筒部
材11にはその軸方向の力の影響は伝達されず、円筒部材
11は、フランジ部9及び10間で適切な軸方向位置を維持
する。Further, since the axial coupling force between the shaft 12 and the square groove 3c is eliminated or reduced, and the cylindrical member 11 is fitted to the input shaft 2 with a small gap, for example, Even if a force is applied, the force is absorbed by the shaft 12 moving back and forth in the angular groove 3c, so that the effect of the axial force is not transmitted to the cylindrical member 11, and the cylindrical member 11
11 maintains the proper axial position between the flanges 9 and 10.
つまり、本実施例の構成であれば、軸方向の力が加わ
って、入力軸2及び出力軸3間の軸方向の相対位置が変
化しても、測定結果に影響は与えられず、トルクのみに
応じた出力が得られる。That is, according to the configuration of the present embodiment, even if an axial force is applied and the relative position in the axial direction between the input shaft 2 and the output shaft 3 changes, the measurement result is not affected, and only the torque is applied. Is obtained.
また、円筒部材11が軸方向に変位しなければ、円筒部
材11とフランジ部9,10との間の摩擦抵抗も初期の状態か
ら変動することもないから、摩擦力増大による高熱の発
生や、シャフト12に加わる負担が増大してその耐久性が
低下してしまうような不具合もない。Further, if the cylindrical member 11 is not displaced in the axial direction, the frictional resistance between the cylindrical member 11 and the flange portions 9 and 10 does not fluctuate from the initial state. There is no problem that the load applied to the shaft 12 is increased and its durability is reduced.
さらに、本実施例では、二つの処理回路22及び23を備
えているため、処理回路22又は23に故障が生じても、そ
れらの出力電圧VOUT1及びVOUT2が一致しなければ、コン
トローラ39において故障であると判断されるから、処理
回路22又は23の故障時に不適当な操舵補助力が操舵系に
付与されるような不具合はない。Furthermore, in the present embodiment, since the two processing circuits 22 and 23 are provided, even if a failure occurs in the processing circuit 22 or 23, if the output voltages V OUT1 and V OUT2 do not match, the controller 39 Since it is determined that a failure has occurred, there is no problem that an inappropriate steering assist force is applied to the steering system when the processing circuit 22 or 23 fails.
しかも、発振回路30や定電圧回路32に故障が生じた場
合には、処理回路22及び23の出力電圧VOUT1及びVOUT2が
正確でなくても、それらが一致してしまうことがあるか
ら、それら出力電圧VOUT1及びVOUT2を監視しているだけ
では全ての故障を検出することはできないが、本実施例
では、第5図に示した異常検出回路35を備えているた
め、発振回路30や定電圧回路32に生じた故障でも検出す
ることができ、危険な状態が回避される。Moreover, when a failure occurs in the oscillation circuit 30 or the constant voltage circuit 32, even if the output voltages V OUT1 and V OUT2 of the processing circuits 22 and 23 are not accurate, they may be matched, It is not possible to detect all failures only by monitoring the output voltages V OUT1 and V OUT2 , but in this embodiment, since the abnormality detection circuit 35 shown in FIG. And a failure occurring in the constant voltage circuit 32 can be detected, and a dangerous state is avoided.
即ち、発振回路30や定電圧回路32に異常が発生する
と、交流電圧v1の振幅も異常となり、その振幅が異常検
出回路35のウインドコンパレータ37で定められた許容範
囲から外れると、異常検出回路35の検出信号D1が低レベ
ルとなってアナログスイッチ40が遮断状態となる。That is, when abnormality occurs in the oscillation circuit 30 and constant-voltage circuit 32, the amplitude of the AC voltage v 1 also becomes abnormal, deviates from the allowable range whose amplitude is determined by the window comparator 37 of the abnormality detection circuit 35, the abnormality detecting circuit detection signal D 1 of the 35 analog switches 40 are cut off in the low level.
ここで、交流電圧v1の振幅の異常としては、振幅が正
常時よりも大きくなる場合と、逆に小さくなる場合とが
考えられる。そして、前者の異常が発生すると、実際の
トルクよりも大きい値が検出されるという誤った状態に
なり、過大な操舵補助トルクが発生して運転者の操舵感
覚が軽くなり過ぎる。これに対し、後者の異常が発生す
ると、実際のトルクよりも小さい値が検出されるという
誤った状態になり、過少な操舵補助トルクが発生する若
しくは操舵補助トルクが発生しないため、運転者の負担
が重くなってしまう。Here, the abnormality of the amplitude of the AC voltage v 1, and if the amplitude is greater than the normal, is considered and when smaller reversed. When the former abnormality occurs, an erroneous state is detected in which a value larger than the actual torque is detected, an excessive steering assist torque is generated, and the driver's steering feeling becomes too light. On the other hand, when the latter abnormality occurs, an incorrect state is detected in which a value smaller than the actual torque is detected, and an excessively small steering assist torque or no steering assist torque is generated. Becomes heavy.
しかし、本実施例の構成であれば、それら両者の異常
のいずれか一方が発生すれば、上記のようにアナログス
イッチ40が遮断状態になる。However, according to the configuration of the present embodiment, if any one of these abnormalities occurs, the analog switch 40 is turned off as described above.
すると、処理回路23の出力電圧VOUT2はアナログスイ
ッチ40で止められ、その代わりに、コントラーラ39に
は、定電圧発生回路41で発生した中立電圧が供給され
る。Then, the output voltage V OUT2 of the processing circuit 23 is stopped by the analog switch 40, and the neutral voltage generated by the constant voltage generation circuit 41 is supplied to the controller 39 instead.
その結果、実際に操舵トルクが零であれば、コントロ
ーラ39への二つの入力はともに操舵トルクが零であるこ
とを示すし、操舵トルクが零でない場合には、コントロ
ーラ39への二つの入力は不一致となってトルクセンサが
故障していると判断されるから、いずれの場合であって
も操舵補助力は発生せず、不適当な操舵補助力が発生す
る危険性はなく、トルクセンサの信頼性、即ち、パワー
ステアリング装置の安全性は向上する。As a result, if the steering torque is actually zero, both inputs to the controller 39 indicate that the steering torque is zero, and if the steering torque is not zero, the two inputs to the controller 39 are In this case, it is determined that the torque sensor has failed. Therefore, no steering assist force is generated in any case, and there is no danger of generating an inappropriate steering assist force. Performance, that is, the safety of the power steering device is improved.
しかも、本実施例の構成であれば、異常検出回路35と
コントローラ39との間に新たな信号線を設ける必要がな
いし、コントローラ39での判断処理も、単に処理回路22
及び23の出力電圧VOUT1及びVOUT2が一致するか否かを判
定するだけで済むから、簡易な構成で済むという利点が
ある。In addition, according to the configuration of the present embodiment, it is not necessary to provide a new signal line between the abnormality detection circuit 35 and the controller 39, and the determination processing in the controller 39 is simply performed by the processing circuit 22.
And 23 only need to determine whether or not the output voltages V OUT1 and V OUT2 match, thus providing the advantage of a simple configuration.
なお、定電圧発生回路41で発生する電圧は、例えば、
通常の操舵トルクでは発生しないような極端に大きな電
圧であってもよい。The voltage generated by the constant voltage generation circuit 41 is, for example,
An extremely large voltage that does not occur with normal steering torque may be used.
ここで、本実施例では、フランジ部9,10,突起9a,10a,
13a,円筒部材11,シャフト12及びリング13によってイン
ダクタンス可変手段が構成され、処理回路22,23及びコ
ントローラ39によってトルク演算手段が構成され、異常
検出回路35によって振幅上下限判定手段が構成される。Here, in the present embodiment, the flange portions 9, 10, the projections 9a, 10a,
13a, the cylindrical member 11, the shaft 12, and the ring 13 constitute an inductance varying unit, the processing circuits 22, 23 and the controller 39 constitute a torque calculating unit, and the abnormality detecting circuit 35 constitutes an amplitude upper / lower limit judging unit.
第9図乃至第12図は、本発明の第2実施例を示す図で
ある。FIGS. 9 to 12 show a second embodiment of the present invention.
即ち、第9図は、本実施例における異常検出回路45の
回路図であって、これは、交流電圧v1の周波数に基づい
て、発振回路30又は定電圧回路32等の異常を検出する回
路であり、周波数電圧変換回路46と、平滑回路47と、ヒ
ステリシス付のウインドコンパレータ48とから構成され
ている。That is, the circuit Fig. 9 is a circuit diagram of the abnormality detection circuit 45 in the present embodiment, this is based on the frequency of the AC voltage v 1, to detect an abnormality such as the oscillation circuit 30 or the constant voltage circuit 32 It comprises a frequency-voltage conversion circuit 46, a smoothing circuit 47, and a window comparator 48 with hysteresis.
また、第10図乃至第12図は、異常検出回路45の各点
(a〜d)における波形図であって、第10図は交流電圧
v1の周波数が許容範囲の下限値よりも低い場合、第11図
は同周波数が許容範囲内に収まっている場合、第12図は
同周波数が許容範囲の上限値よりも高い場合を示してい
る。10 to 12 are waveform diagrams at each point (a to d) of the abnormality detection circuit 45. FIG.
v If the frequency of 1 is lower than the lower limit of the allowable range, Fig. 11 shows the case where the frequency is within the allowable range, and Fig. 12 shows the case where the frequency is higher than the upper limit of the allowable range. I have.
そして、第11図に示すように、交流電圧v1の周波数が
許容範囲内に収まっていれば、検出信号D1は高レベルと
なり、第10図又は第12図に示すように、交流電圧v1の周
波数が許容範囲から外れていれば、検出信号D1は低レベ
ルとなるから、本実施例であっても、上記第1実施例と
同等の作用効果が得られる。Then, as shown in FIG. 11, if the frequency of the AC voltage v 1 is if falls within the allowable range, the detection signal D 1 becomes high level, as shown in Figure 10 or Figure 12, the AC voltage v if the first frequency is out of the allowable range, the detection signal D 1 is from a low level, even in the present embodiment, the first embodiment and the same effect can be obtained.
ここで、本実施例では、異常検出回路45が、周波数上
下限判定手段に対応する。Here, in the present embodiment, the abnormality detection circuit 45 corresponds to the frequency upper / lower limit determining means.
なお、上記各実施例では、異常検出回路35,45を一つ
設けた場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、両方設けて、いずれか一つの異常検出回路が
異常を検出した時には、アナログスイッチ40を遮断状態
とする構成としてもよい。In each of the above embodiments, the case where one abnormality detection circuit 35, 45 is provided is described.However, the present invention is not limited to this, and both are provided, and one of the abnormality detection circuits detects an abnormality. Occasionally, the configuration may be such that the analog switch 40 is turned off.
また、異常検出回路35,45の出力を直接コントローラ3
9に供給する構成としてもよい。The output of the abnormality detection circuits 35 and 45 is directly
It is good also as composition supplied to 9.
さらに、上記実施例では、操舵トルクに応じてコイル
16及び17の自己インダクタンスL1,L2を変化させる構成
のトルクセンサに本発明の適用した場合について説明し
たが、発振コイルと受信コイルとを別個にし、操舵トル
クに応じてそれらコイルの相互インダクタンスを変化さ
せる形式のトルクセンサであってもよい。Further, in the above embodiment, the coil is controlled according to the steering torque.
The case where the present invention is applied to a torque sensor having a configuration in which the self inductances L 1 and L 2 of 16 and 17 are changed has been described. May be changed.
以上説明したように、請求項(1)及び(2)記載の
発明によれば、発振回路の出力の振幅又は周波数が許容
範囲内にあるか否かを監視するようにしたため、コイル
を励磁する発振回路や電源部分の異常を検出することが
でき、パワーステアリング装置用トルクセンサの信頼性
が向上するという効果がある。As described above, according to the inventions described in claims (1) and (2), it is monitored whether the amplitude or frequency of the output of the oscillation circuit is within an allowable range, and thus the coil is excited. It is possible to detect an abnormality in the oscillation circuit and the power supply part, and there is an effect that the reliability of the torque sensor for the power steering device is improved.
第1図は本発明の第1実施例の構成を示す断面図、第2
図は第1図のA−A線断面図、第3図はコイルのインダ
クタンスを変化させる部分の展開図、第4図は相対回転
検出回路の回路図、第5図は異常検出回路の回路図、第
6図は異常検出回路の検出結果をコントローラに伝達す
る構成の回路図、第7図はトルクとコイルの自己インダ
クタンスとの関係を示すグラフ、第8図はトルクと自己
インダクタンスの差との関係を示すグラフ、第9図は本
発明の第2実施例の異常検出回路の回路図、第10図は周
波数が低い方に外れている場合の異常検出回路の波形
図、第11図は周波数が正常な場合の異常検出回路の波形
図、第12図は周波数が高い方に外れている場合の異常検
出回路の波形図である。 2……入力軸(第1の回転軸)、3……出力軸(第2の
回転軸)、4……トーションバー(弾性部材)、9,10…
…フランジ部、9a,10a,13a……突起、11……円筒部材、
12……シャフト、13……リング、16,17……コイル、21
……ブリッジ回路、22,23……処理回路、30……発振回
路、35……異常検出回路(振幅上下限判定手段)、45…
…異常検出回路(周波数上下限判定手段)FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, FIG. 3 is a development view of a portion that changes the inductance of the coil, FIG. 4 is a circuit diagram of a relative rotation detection circuit, and FIG. , FIG. 6 is a circuit diagram of a configuration for transmitting the detection result of the abnormality detection circuit to the controller, FIG. 7 is a graph showing the relationship between the torque and the self-inductance of the coil, and FIG. FIG. 9 is a circuit diagram of the abnormality detection circuit according to the second embodiment of the present invention, FIG. 10 is a waveform diagram of the abnormality detection circuit when the frequency deviates to a lower frequency, and FIG. FIG. 12 is a waveform diagram of the abnormality detection circuit when the frequency is normal, and FIG. 12 is a waveform diagram of the abnormality detection circuit when the frequency is shifted to the higher frequency. 2 ... input shaft (first rotating shaft), 3 ... output shaft (second rotating shaft), 4 ... torsion bar (elastic member), 9,10 ...
… Flange part, 9a, 10a, 13a …… Protrusion, 11 …… Cylindrical member,
12… Shaft, 13… Ring, 16,17 …… Coil, 21
…… Bridge circuit, 22,23 …… Processing circuit, 30 …… Oscillation circuit, 35 …… Abnormality detection circuit (amplitude upper / lower limit judgment means), 45…
... Abnormality detection circuit (frequency upper / lower limit judgment means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−40517(JP,A) 特開 昭46−7393(JP,A) 特開 昭57−178427(JP,A) 実開 昭63−130807(JP,U) 実開 昭62−17422(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-40517 (JP, A) JP-A-46-7393 (JP, A) JP-A-57-178427 (JP, A) 130807 (JP, U) Actually open 62-17422 (JP, U)
Claims (2)
と、これら第1及び第2の回転軸を連結する弾性部材
と、発振回路の出力に起因した起電力が誘導されるコイ
ルと、前記第1及び第2の回転軸間の相対回転に応じて
前記コイルのインダクタンスを変化させるインダクタン
ス可変手段と、前記コイルに誘導される起電力に基づい
て前記第1及び第2の回転軸に伝達されたトルクを演算
するトルク演算手段と、を備え、車両のパワーステアリ
ング装置に適用されるトルクセンサにおいて、 前記発振回路の出力の振幅が上限値及び下限値で規定さ
れた許容範囲内にあるか否かを判定する振幅上下限判定
手段を設け、 前記発振回路の出力の振幅が前記許容範囲から外れてい
る場合に異常が発生したと判断するようになっているこ
とを特徴とするパワーステアリング装置用トルクセン
サ。A first coaxially disposed first and second rotating shaft, an elastic member for connecting the first and second rotating shafts, and an electromotive force induced by an output of an oscillation circuit are induced. A coil, an inductance changing unit that changes an inductance of the coil according to a relative rotation between the first and second rotation axes, and the first and second rotations based on an electromotive force induced in the coil. A torque calculating means for calculating the torque transmitted to the shaft, wherein the amplitude of the output of the oscillation circuit is within an allowable range defined by an upper limit and a lower limit. And an amplitude upper / lower limit determining means for determining whether or not there is an error, wherein when the amplitude of the output of the oscillation circuit is out of the allowable range, it is determined that an abnormality has occurred. Torque sensor for word steering device.
と、これら第1及び第2の回転軸を連結する弾性部材
と、発振回路の出力に起因した起電力が誘導されるコイ
ルと、前記第1及び第2の回転軸間の相対回転に応じて
前記コイルのインダクタンスを変化させるインダクタン
ス可変手段と、前記コイルに誘導される起電力に基づい
て前記第1及び第2の回転軸に伝達されたトルクを演算
するトルク演算手段と、を備え、車両のパワーステアリ
ング装置に適用されるトルクセンサにおいて、 前記発振回路の出力の周波数が上限値及び下限値で規定
された許容範囲内にあるか否かを判定する周波数上下限
判定手段を設け、 前記発振回路の出力の周波数が前記許容範囲から外れて
いる場合に異常が発生したと判断するようになっている
ことを特徴とするパワーステアリング装置用トルクセン
サ。2. An electromotive force induced by an output of an oscillation circuit, wherein first and second rotation shafts coaxially arranged, an elastic member connecting the first and second rotation shafts, and an output of an oscillation circuit are induced. A coil, an inductance changing unit that changes an inductance of the coil according to a relative rotation between the first and second rotation axes, and the first and second rotations based on an electromotive force induced in the coil. A torque calculating means for calculating the torque transmitted to the shaft, wherein the frequency of the output of the oscillation circuit is within an allowable range defined by an upper limit and a lower limit. Frequency upper / lower limit determining means for determining whether or not there is an error, wherein when the frequency of the output of the oscillation circuit is out of the allowable range, it is determined that an abnormality has occurred. Power steering apparatus for a torque sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32531390A JP3114122B2 (en) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Torque sensor for power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32531390A JP3114122B2 (en) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Torque sensor for power steering device |
Publications (2)
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| JPH04198825A JPH04198825A (en) | 1992-07-20 |
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