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JP5211583B2 - Torque detection device - Google Patents
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JP5211583B2 - Torque detection device - Google Patents

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JP5211583B2 JP2007220152A JP2007220152A JP5211583B2 JP 5211583 B2 JP5211583 B2 JP 5211583B2 JP 2007220152 A JP2007220152 A JP 2007220152A JP 2007220152 A JP2007220152 A JP 2007220152A JP 5211583 B2 JP5211583 B2 JP 5211583B2
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Description

本発明は、車両の操舵部材に操舵のために加えられる操舵トルクを検出するトルク検出装置に関する。   The present invention relates to a torque detection device that detects a steering torque applied to a steering member of a vehicle for steering.

近年の車両には、操舵に要する運転者の労力負担を軽減することを目的として、電動モータを操舵補助用のアクチュエータとして備える電動パワーステアリング装置が広く装備されている。この電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール等の操舵部材に加えられる操舵トルクを、操舵部材と舵取機構とを連結するステアリング軸の中途に配したトルク検出装置により検出し、検出された操舵トルクの方向及び大きさに基づいて操舵補助用のモータを駆動制御し、このモータの発生力を舵取機構に加える構成となっている。   2. Description of the Related Art In recent years, an electric power steering apparatus equipped with an electric motor as an actuator for assisting steering is widely equipped for the purpose of reducing the labor burden of a driver required for steering. In this electric power steering device, a steering torque applied to a steering member such as a steering wheel is detected by a torque detection device arranged in the middle of a steering shaft that connects the steering member and the steering mechanism, and the detected steering torque is detected. The steering assist motor is driven and controlled based on the direction and size, and the generated force of the motor is applied to the steering mechanism.

このような電動パワーステアリング装置においては、一般に、電磁結合式のトルク検出装置が用いられている(特許文献1,2参照)。この場合、検出対象となるステアリング軸は操舵部材の側の第1軸と舵取機構の側の第2軸とに分割され、これらが細径のトーションバーにより相対角変位を可能に同軸上に連結される。
電磁結合式のトルク検出装置は、第1,第2軸の夫々に嵌合され、かつ、それらの端面に互いに対向する複数の歯が並設されている第1及び第2の磁性環と、夫々の磁性環の外周に離隔配置された励磁コイルとにより磁気回路を構成し、前記励磁コイルのインピーダンスの変化に基づいてステアリング軸に加わった操舵トルクを検出するように構成されている。
In such an electric power steering apparatus, generally an electromagnetic coupling type torque detection apparatus is used (see Patent Documents 1 and 2). In this case, the steering shaft to be detected is divided into a first shaft on the steering member side and a second shaft on the steering mechanism side, and these are coaxially arranged to allow relative angular displacement by a small diameter torsion bar. Connected.
The electromagnetic coupling type torque detection device includes first and second magnetic rings that are fitted to each of the first and second shafts, and a plurality of teeth facing each other are juxtaposed on the end surfaces of the first and second magnetic rings. A magnetic circuit is constituted by excitation coils spaced apart on the outer circumference of each magnetic ring, and a steering torque applied to the steering shaft is detected based on a change in impedance of the excitation coil.

ここで、ステアリング軸はコラムハウジングの内部で回転自在に支持され、励磁コイルはコラムハウジングに固定されており、励磁コイルに対して、例えばECUと励磁コイルに給電する電源とが、信号線及び電力線を有するケーブルで接続されている。ECUは、励磁コイルのインピーダンスの変化に基づいて操舵トルクを算出する。   Here, the steering shaft is rotatably supported inside the column housing, and the excitation coil is fixed to the column housing. For example, an ECU and a power source for supplying power to the excitation coil are connected to the excitation coil by signal lines and power lines. Are connected by a cable having The ECU calculates a steering torque based on a change in impedance of the exciting coil.

電磁結合式のトルク検出装置以外のトルク検出装置としては、コードリール式のトルク検出装置が知られている。コードリール式のトルク検出装置においては、ステアリング軸に加わる操舵トルクに関する物理量(ステアリング軸の歪み、捩れ等)を検出するセンサがステアリング軸に取り付けられ、このセンサに対して、ECUとセンサに給電する電源とが、信号線及び電力線を有するケーブルで接続されている。ECUは、センサが検出した物理量に基づいて操舵トルクを算出する。コードリール式のトルク検出装置は、ステアリング軸に加わる操舵トルクに関する物理量を、ステアリング軸に取り付けられているセンサによって直接的に検出するため、信頼性が高い。
特開平11−248561号公報 特開2003−11833号公報
As a torque detection device other than the electromagnetic coupling type torque detection device, a cord reel type torque detection device is known. In the cord reel type torque detection device, a sensor for detecting a physical quantity (steering shaft distortion, torsion, etc.) relating to steering torque applied to the steering shaft is attached to the steering shaft, and the ECU and the sensor are supplied with power to this sensor. A power source is connected by a cable having a signal line and a power line. The ECU calculates the steering torque based on the physical quantity detected by the sensor. The cord reel type torque detection device is highly reliable because it directly detects a physical quantity related to the steering torque applied to the steering shaft by a sensor attached to the steering shaft.
JP-A-11-248561 JP 2003-11833 A

しかしながら、コードリール式のトルク検出装置は、回転するステアリング軸上にセンサが取り付けてあるため、センサに接続されているケーブルを、ステアリング軸の回転を阻害しないようステアリング軸を囲繞して配置し、更に、ステアリング軸の回転に応じてステアリング軸に対する巻き数を増減すべくケーブルの長さに余裕を持たせる必要もあって、小型化、低コスト化が困難である。
また、ケーブルの代わりにスリップリングを用いたものもあるが、スリップリングの摩耗、接触不良等により信頼性が低下し易い。
However, since the cord reel type torque detection device has a sensor mounted on the rotating steering shaft, the cable connected to the sensor is disposed so as to surround the steering shaft so as not to hinder the rotation of the steering shaft, Furthermore, it is necessary to allow a cable length to increase or decrease the number of turns on the steering shaft in accordance with the rotation of the steering shaft, which makes it difficult to reduce the size and cost.
In addition, some use slip rings instead of cables, but reliability tends to decrease due to slip ring wear, poor contact, and the like.

一方、電磁結合式のトルク検出装置は、回転するステアリング軸上に取り付けられている物品にケーブルを接続する必要はないが、ステアリング軸に加わる操舵トルクに関する物理量を検出するために、回転側であるステアリング軸を囲繞して磁性環を取り付け、固定側であるコラムハウジングに励磁コイルを、磁性環を囲繞しつつ該磁性環から離隔して取り付ける必要があるため、構成が複雑であり、小型化が困難である。   On the other hand, the electromagnetic coupling type torque detection device does not need to connect a cable to an article mounted on the rotating steering shaft, but is on the rotating side in order to detect a physical quantity related to the steering torque applied to the steering shaft. The magnetic ring is attached around the steering shaft, and the excitation coil must be attached to the column housing on the fixed side separately from the magnetic ring while surrounding the magnetic ring. Have difficulty.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ステアリング軸に加わる操舵トルクを高精度に検出可能であり、しかも低コスト化、小型化、高信頼化されたトルク検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to detect a steering torque applied to a steering shaft with high accuracy, and to reduce the cost, reduce the size, and increase the reliability. Is to provide.

第1発明に係るトルク検出装置は、操舵部材の操作を舵取機構に伝えるステアリング軸に取り付けられて、該ステアリング軸に加わる操舵トルクに関する物理量を検出するセンサを備え、前記ステアリング軸の中途に配してあり、操舵のために前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出装置において、前記ステアリング軸に取り付けられて、前記センサに接続され、前記センサに給電し、前記センサの検出結果を示す信号を無線で送信するICタグと、前記ICタグに非接触で給電する給電部と、前記ICタグが送信した信号を受信する受信部と、該受信部が受信した信号が示す前記物理量の値に基づいて操舵トルクを算出する算出手段とを備え、前記ICタグを複数備え、前記受信部が、少なくとも2個の前記ICタグが送信した信号を同時的に受信した場合に、前記算出手段は、前記受信部が受信した少なくとも1つの信号が示す前記物理量の値が所定の範囲に収まっているときに、前記所定の範囲に収まっている前記物理量の値に基づいて操舵トルクを算出するようにしてあることを特徴とする。 A torque detector according to a first aspect of the present invention includes a sensor that is attached to a steering shaft that transmits an operation of a steering member to a steering mechanism and detects a physical quantity related to steering torque applied to the steering shaft, and is arranged in the middle of the steering shaft. In the torque detection device for detecting a steering torque applied to the steering member for steering, the torque detection device is attached to the steering shaft, connected to the sensor, supplies power to the sensor, and the detection result of the sensor is obtained. An IC tag that wirelessly transmits a signal to be indicated, a power supply unit that supplies power to the IC tag in a non-contact manner, a reception unit that receives a signal transmitted by the IC tag, and the physical quantity indicated by the signal received by the reception unit and a calculating means for calculating a steering torque based on the values, a plurality of the IC tag, the reception unit, at least two of said IC tag When the received signal is received simultaneously, the calculating means falls within the predetermined range when the physical quantity value indicated by the at least one signal received by the receiving unit is within the predetermined range. characterized Citea Rukoto to calculate the steering torque based on the value of the physical quantity is.

第2発明に係るトルク検出装置は、少なくとも2個の前記ICタグは、前記ステアリング軸の径方向に対向する位置に配置されていることを特徴とする。 Torque detecting apparatus according to the second invention, two said IC tag even without least is characterized by being disposed in a position facing the radial direction of the steering shaft.

第3発明に係るトルク検出装置は、前記ICタグは、互いに異なる周波数で信号を送信するようにしてあることを特徴とする。   The torque detector according to a third aspect is characterized in that the IC tag transmits signals at different frequencies.

第4発明に係るトルク検出装置は、前記ICタグに接続されており、前記ステアリング軸の全周に配されているアンテナを更に備えることを特徴とする。   A torque detector according to a fourth aspect of the present invention further includes an antenna that is connected to the IC tag and is disposed on the entire circumference of the steering shaft.

第5発明に係るトルク検出装置は、前記ICタグに複数接続されており、前記ステアリング軸の径方向に対向する位置に夫々配されているアンテナを更に備えることを特徴とする。   A torque detection device according to a fifth aspect of the present invention is further characterized in that a plurality of antennas are connected to the IC tag, and are further provided with antennas respectively arranged at positions opposed to the radial direction of the steering shaft.

第1発明のトルク検出装置による場合、ステアリング軸に加わる操舵トルクに関する物理量を検出するセンサをステアリング軸に取り付けるため、磁性環及び励磁コイルを用いる必要がない。また、このセンサに対して有線で給電及び通信を行なうICタグをステアリング軸に取り付け、このICタグに対して非接触で給電を行ない、また無線で通信を行なうため、センサと給電部、算出手段等との間をケーブル、スリップリング等で接続する必要がない。以上の結果、従来のトルク検出装置よりも、信頼性、小型化、コストパフォーマンスの3点で優れた効果を奏する。   In the case of the torque detection device according to the first aspect of the invention, since a sensor for detecting a physical quantity related to the steering torque applied to the steering shaft is attached to the steering shaft, it is not necessary to use a magnetic ring and an excitation coil. In addition, an IC tag that performs power supply and communication with a wire to the sensor is attached to the steering shaft, power is supplied to the IC tag in a non-contact manner, and communication is performed wirelessly. There is no need to connect with a cable, slip ring, etc. As a result of the above, the present invention has superior effects in three points of reliability, downsizing, and cost performance as compared with the conventional torque detector.

第2発明のトルク検出装置による場合、少なくとも2個のICタグがステアリング軸の径方向に対向する位置に配置されているため、例えばICタグに外部アンテナを接続するような複雑な構成にすることなく、ICタグの内部アンテナを用いて、給電部によるICタグへの非接触給電及び受信部とICタグとの無線通信が、ICタグの回転位置の如何にかかわらず可能となる。   In the case of the torque detection device according to the second aspect of the invention, since at least two IC tags are arranged at positions opposed to the steering shaft in the radial direction, for example, a complicated configuration is adopted in which an external antenna is connected to the IC tag. Rather, using the internal antenna of the IC tag, non-contact power feeding to the IC tag by the power feeding unit and wireless communication between the receiving unit and the IC tag are possible regardless of the rotational position of the IC tag.

第3発明のトルク検出装置による場合、互いに異なる周波数で信号を送信する複数のICタグを備えるため、各ICタグの回転位置によって複数のICタグからの信号が同時に受信されるような場合に電波の干渉が生じず、受信部が正確な信号を受信することができる。   In the case of the torque detection device according to the third aspect of the invention, since a plurality of IC tags that transmit signals at different frequencies are provided, radio waves are generated when signals from the plurality of IC tags are received simultaneously depending on the rotational position of each IC tag. Therefore, the receiving unit can receive an accurate signal.

第4発明のトルク検出装置による場合、ICタグに接続されるアンテナがステアリング軸の全周に配されているため、給電部によるICタグへの非接触給電及び受信部とICタグとの無線通信が、ICタグの回転位置の如何にかかわらず確実に可能となる。   In the case of the torque detection device according to the fourth aspect of the invention, since the antenna connected to the IC tag is arranged all around the steering shaft, non-contact power feeding to the IC tag by the power feeding unit and wireless communication between the receiving unit and the IC tag However, this is certainly possible regardless of the rotational position of the IC tag.

第5発明のトルク検出装置による場合、ICタグに接続されるアンテナがステアリング軸の径方向に対向する位置に配置されているため、給電部によるICタグへの非接触給電及び受信部とICタグとの無線通信が、ICタグの回転位置の如何にかかわらず可能となり、しかも、ステアリング軸の全周にアンテナを配することなくコンパクトな構成にすることができる。   In the case of the torque detection device according to the fifth aspect of the invention, since the antenna connected to the IC tag is disposed at a position facing the radial direction of the steering shaft, non-contact power feeding to the IC tag by the power feeding unit and the receiving unit and the IC tag Wireless communication is possible regardless of the rotational position of the IC tag, and a compact configuration can be achieved without arranging an antenna all around the steering shaft.

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.

実施の形態 1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。
図中7は電動パワーステアリング装置であり、電動パワーステアリング装置7は、車両の左右方向に延設されたラックハウジング10の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸1と、ラックハウジング10の中途に交叉するピニオンハウジング20の内部に回転自在に支持されたピニオン軸2とを有するラックピニオン式の舵取機構9を備えている。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an electric power steering apparatus including a torque detection device according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, reference numeral 7 denotes an electric power steering device. The electric power steering device 7 includes a rack shaft 1 supported in a rack housing 10 extending in the left-right direction of the vehicle so as to be movable in the axial direction, a rack A rack and pinion type steering mechanism 9 having a pinion shaft 2 rotatably supported inside a pinion housing 20 that intersects the middle of the housing 10 is provided.

ラック軸1の両端は、ラックハウジング10の両側から外部に突出され、操舵用の車輪としての左右の前輪12,12に各別のタイロッド11,11を介して連結してある。ピニオン軸2の一端は、ピニオンハウジング20の上部から外側に突出され、上位置に対向するステアリング軸3の下端に連結されている。ピニオンハウジング20の内部に延びるピニオン軸2の下半部には、図示しないピニオンが形成されており、該ピニオンは、ラックハウジング10との交叉部においてラック軸1に適長に亘って形成されたラックに噛合させてある。   Both ends of the rack shaft 1 protrude outward from both sides of the rack housing 10 and are connected to left and right front wheels 12, 12 as steering wheels via separate tie rods 11, 11. One end of the pinion shaft 2 protrudes outward from the upper portion of the pinion housing 20 and is connected to the lower end of the steering shaft 3 facing the upper position. A pinion (not shown) is formed in the lower half of the pinion shaft 2 extending inside the pinion housing 20, and the pinion is formed on the rack shaft 1 over an appropriate length at the intersection with the rack housing 10. It meshes with the rack.

ステアリング軸3は、筒形をなすコラムハウジング31の内部に回転自在に支持され、コラムハウジング31を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って支持されている。ステアリング軸3の両端は、コラムハウジング31の上下両側から外部に突出しており、下方への突出端には、前述の如くピニオン軸2が連結され、上方への突出端には、操舵部材としてのステアリングホイール30が固設されている。   The steering shaft 3 is rotatably supported inside a cylindrical column housing 31, and is supported via the column housing 31 while maintaining an inclined posture with the front facing down inside a passenger compartment (not shown). Both ends of the steering shaft 3 protrude to the outside from the upper and lower sides of the column housing 31, and the pinion shaft 2 is connected to the lower protruding end as described above, and the upper protruding end serves as a steering member. A steering wheel 30 is fixed.

以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール30が回転操作された場合、この回転がステアリング軸3を介してピニオン軸2に伝達され、該ピニオン軸2が軸周りに回転する。ピニオン軸2が回転した場合、下半部に設けたピニオンの回転がラックとの噛合部において運動変換され、ラック軸1がラックハウジング10内にて軸長方向に移動する。このように生じるラック軸1の移動は、両端のタイロッド11,11を介して左右の前輪12,12に伝わり、これらの前輪12,12が押し引きされて操舵がなされる。   With the above configuration, when the steering wheel 30 is rotated for steering, this rotation is transmitted to the pinion shaft 2 via the steering shaft 3, and the pinion shaft 2 rotates around the axis. When the pinion shaft 2 rotates, the rotation of the pinion provided in the lower half is converted in motion at the meshing portion with the rack, and the rack shaft 1 moves in the axial direction in the rack housing 10. The movement of the rack shaft 1 thus generated is transmitted to the left and right front wheels 12 and 12 via the tie rods 11 and 11 at both ends, and the front wheels 12 and 12 are pushed and pulled to be steered.

図1に示す電動パワーステアリング装置7は、以上のように実行される操舵を補助する電動のモータ4と、ステアリングホイール30の回転操作によってステアリング軸3に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出装置5とを備えている。   An electric power steering device 7 shown in FIG. 1 includes an electric motor 4 that assists steering performed as described above, and a torque detection device 5 that detects a steering torque applied to the steering shaft 3 by a rotating operation of the steering wheel 30. And.

操舵補助用のモータ4は、コラムハウジング31の下端部近傍の外側に軸心を略直交させて取り付けてあり、コラムハウジング31の内部に延びる出力軸の回転を、例えば、ウォーム及びウォームホイールを備えるウォームギヤ減速機により減速してステアリング軸3に伝え、該ステアリング軸3に回転力を付与するように伝動構成されている。この構成によりモータ4の回転力は、ステアリング軸3に減速伝動され、該ステアリング軸3の下端に連結されたピニオン軸2を介してラック軸1に伝えられ、該ラック軸1の移動により前述の如くなされる操舵を補助することができる。   The steering assisting motor 4 is attached to the outside in the vicinity of the lower end of the column housing 31 so that the shaft center is substantially orthogonal, and includes, for example, a worm and a worm wheel for rotating the output shaft extending inside the column housing 31. The transmission is configured so that it is decelerated by a worm gear reducer and transmitted to the steering shaft 3, and a rotational force is applied to the steering shaft 3. With this configuration, the rotational force of the motor 4 is decelerated and transmitted to the steering shaft 3 and is transmitted to the rack shaft 1 via the pinion shaft 2 connected to the lower end of the steering shaft 3. The steering performed as described above can be assisted.

トルク検出装置5は、図1中に破線により示すように、操舵補助用のモータ4の取り付け部よりも上位置のコラムハウジング31の内部に設けてある。
図2は、本発明の実施の形態1に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を示す側面図であり、図3は、この配置を模式的に示す横断面図であり、図4は、このICタグの構成を示すブロック図である。
As shown by a broken line in FIG. 1, the torque detection device 5 is provided inside the column housing 31 at a position higher than the mounting portion of the steering assist motor 4.
2 is a side view showing the arrangement of the IC tag, sensor, and antenna with respect to the steering shaft provided in the torque detection device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing this arrangement. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the IC tag.

トルク検出装置5は、操舵のためのステアリングホイール30の操作によりステアリング軸3自体に生じる微小な捩れを検出すべく、伸縮可能な抵抗体を用いてなるセンサ50を備える。本実施の形態においては、センサ50に給電し、また、センサ50の出力を後述するアシスト制御部6に与えるために、ケーブル、スリップリング等を用いずに、RFID(Radio Frequency IDentification:無線通信を利用した非接触による自動認識技術)技術を利用した非接触給電及び無線通信を行なう。   The torque detection device 5 includes a sensor 50 using a resistor that can be expanded and contracted in order to detect a minute twist generated in the steering shaft 3 itself by the operation of the steering wheel 30 for steering. In the present embodiment, in order to supply power to the sensor 50 and to give the output of the sensor 50 to the assist control unit 6 described later, RFID (Radio Frequency IDentification: wireless communication) is used without using a cable, a slip ring, or the like. Non-contact automatic recognition technology using non-contact power) and wireless communication using technology.

センサ50は歪みゲージであり、コラムハウジング31の内部に軸受32,32によって支持されたステアリング軸3の中途の周面に、例えば接着剤を用いて直接的に取り付けられている。
ステアリング軸3のセンサ50近傍には、非金属(例えば合成樹脂)製のリング59が外嵌されており、リング59を介して、ICタグ51及び外部アンテナ52がステアリング軸3に間接的に取り付けられている。
外部アンテナ52はアンテナ線を用いてなり、リング59周面上でステアリング軸3の全周に張り巡らされ、更に、ICタグ51に有線で接続されている。ここで、外部アンテナ52は、後述する給電受信部70のアンテナ70aに対向するようステアリング軸3の軸長方向の所定位置に配される。
The sensor 50 is a strain gauge, and is directly attached to the middle peripheral surface of the steering shaft 3 supported by the bearings 32 and 32 inside the column housing 31 using, for example, an adhesive.
A non-metal (for example, synthetic resin) ring 59 is externally fitted near the sensor 50 of the steering shaft 3, and the IC tag 51 and the external antenna 52 are indirectly attached to the steering shaft 3 via the ring 59. It has been.
The external antenna 52 is formed by using an antenna wire, is stretched around the entire circumference of the steering shaft 3 on the circumferential surface of the ring 59, and is further connected to the IC tag 51 by wire. Here, the external antenna 52 is disposed at a predetermined position in the axial direction of the steering shaft 3 so as to face an antenna 70a of a power receiving unit 70 described later.

ICタグ51は制御部510、受電部511、送信部512及びセンサ回路513を内蔵しており、受電部511及び送信部512は夫々外部アンテナ52に有線で接続されている。
受電部511は制御部510、送信部512及びセンサ回路513に夫々有線で接続されている。また、受電部511は外部アンテナ52が受信した電波によって起電力を生じる共振回路、生じた起電力を整流する整流回路等を有し、直流又は直流を変換してなる交流を制御部510、送信部512及びセンサ回路513夫々に給電する。
The IC tag 51 includes a control unit 510, a power reception unit 511, a transmission unit 512, and a sensor circuit 513. The power reception unit 511 and the transmission unit 512 are connected to the external antenna 52 by wires.
The power reception unit 511 is connected to the control unit 510, the transmission unit 512, and the sensor circuit 513 by wires. The power receiving unit 511 includes a resonance circuit that generates electromotive force by radio waves received by the external antenna 52, a rectifier circuit that rectifies the generated electromotive force, and the like. Power is supplied to each of the unit 512 and the sensor circuit 513.

ところでセンサ50は、ステアリング軸3に操舵トルクが加えられることによって生じるステアリング軸3の捩れに伴って伸縮し、伸縮量に応じて抵抗値が増減する。例えば図2に示す白抜矢符方向(又は白抜矢符方向の逆方向)に操舵トルクが加えられた場合、センサ50は伸張(又は収縮)し、ステアリング軸3に操舵トルクが加えられていない状態ではセンサ50は伸縮しない。   By the way, the sensor 50 expands and contracts as the steering shaft 3 is twisted when the steering torque is applied to the steering shaft 3, and the resistance value increases or decreases according to the amount of expansion or contraction. For example, when the steering torque is applied in the direction of the white arrow shown in FIG. 2 (or the direction opposite to the direction of the white arrow), the sensor 50 expands (or contracts), and the steering torque is applied to the steering shaft 3. In the absence, the sensor 50 does not expand or contract.

一方、センサ回路513は、センサ50を含めてブリッジ回路Bが形成されるよう有線で接続された複数の固定抵抗器を備え、センサ回路513と受電部511及び制御部510とは有線で接続されている。
受電部511からセンサ回路513へは、一定値の直流電圧が与えられるよう構成されている。更に詳細には、ステアリング軸3に操舵トルクが加えられていない状態でのブリッジ回路Bの出力電圧値が“0”になるような入力電圧Vinが、ブリッジ回路Bに印加される。
ステアリングホイール30の操作によりステアリング軸3に加わる操舵トルクの大きさ及び方向が変化すると、この変化に一義的に対応してブリッジ回路Bの出力電圧値の大小及び正負が変化する。
On the other hand, the sensor circuit 513 includes a plurality of fixed resistors connected by wire so that the bridge circuit B including the sensor 50 is formed, and the sensor circuit 513, the power receiving unit 511, and the control unit 510 are connected by wire. ing.
A constant DC voltage is applied from the power reception unit 511 to the sensor circuit 513. More specifically, the input voltage V in as an output voltage value of the bridge circuit B becomes "0" when no steering torque is applied to the steering shaft 3 is applied to the bridge circuit B.
When the magnitude and direction of the steering torque applied to the steering shaft 3 is changed by the operation of the steering wheel 30, the magnitude and positive / negative of the output voltage value of the bridge circuit B change correspondingly to this change.

ブリッジ回路Bの出力電圧Vout は、センサ回路513から制御部510へ与えられる。制御部510は送信部512と有線で接続されており、センサ回路513から与えられた出力電圧Vout の値を示す検出信号Sを送信部512に与える。送信部512は、所定周波数の電波を発信するよう構成されており、制御部510から与えられた検出信号Sは送信部512が発信する電波に重畳されて、外部アンテナ52を介し、無線で送信される。
以上のようにしてICタグ51はセンサ50に給電し、センサ50の検出結果を示す信号を無線で送信する。
The output voltage V out of the bridge circuit B is given from the sensor circuit 513 to the control unit 510. The control unit 510 is connected to the transmission unit 512 by a wire, and provides the transmission unit 512 with a detection signal S indicating the value of the output voltage V out provided from the sensor circuit 513. The transmission unit 512 is configured to transmit a radio wave of a predetermined frequency, and the detection signal S given from the control unit 510 is superimposed on the radio wave transmitted by the transmission unit 512 and transmitted wirelessly via the external antenna 52. Is done.
As described above, the IC tag 51 supplies power to the sensor 50 and wirelessly transmits a signal indicating the detection result of the sensor 50.

なお、ICタグ51は、リング59を介さずにステアリング軸3に直接的に取り付けられてもよい。また、リング59の代わりに、例えばステアリング軸3の表面に形成された絶縁層を備える構成でもよい。
また、ICタグ51が内部アンテナを備え、外部アンテナ52のみならず内部アンテナも用いて非接触給電及び無線通信を行なってもよい。
The IC tag 51 may be directly attached to the steering shaft 3 without using the ring 59. Further, instead of the ring 59, for example, a configuration including an insulating layer formed on the surface of the steering shaft 3 may be employed.
Further, the IC tag 51 may include an internal antenna, and contactless power feeding and wireless communication may be performed using not only the external antenna 52 but also the internal antenna.

給電受信部70はタグリーダ/ライタを用いてなり、ICタグ51に非接触で給電する給電部の機能とICタグ51が送信した検出信号Sを無線で受信する受信部の機能とを兼ね備えるよう構成されている。このために給電受信部70はアンテナ70aを備え、少なくともアンテナ70aがコラムハウジング31内部で外部アンテナ52に対向配置されるようコラムハウジング31に取り付けられている。また、給電受信部70は、有線で接続されている電源80から給電されて作動し、アンテナ70aを介して所定の周波数の電波を送信し、且つICタグ51が送信した電波を受信して、受信した電波に重畳されている検出信号Sを、有線で接続されているアシスト制御部6へ送信する。   The power supply receiving unit 70 uses a tag reader / writer and has a function of a power supply unit that supplies power to the IC tag 51 in a contactless manner and a function of a reception unit that wirelessly receives the detection signal S transmitted by the IC tag 51. Has been. For this purpose, the power receiving unit 70 includes an antenna 70 a, and is attached to the column housing 31 so that at least the antenna 70 a is disposed opposite to the external antenna 52 inside the column housing 31. The power receiving unit 70 is operated by being supplied with power from a power supply 80 connected by wire, transmits a radio wave of a predetermined frequency via the antenna 70a, and receives a radio wave transmitted by the IC tag 51, The detection signal S superimposed on the received radio wave is transmitted to the assist control unit 6 connected by wire.

即ち、電源80から給電受信部70へ供給された電力は、給電受信部70からICタグ51へ外部アンテナ52を介して非接触で給電され、ICタグ51からセンサ50へ給電される。センサ50の検出結果はセンサ50からICタグ51へ出力され、センサ50の検出結果を示す検出信号SがICタグ51から給電受信部70へ外部アンテナ52を介して無線で送信され、給電受信部70から算出手段であるアシスト制御部6へ与えられる。
アシスト制御部6は、CPU、ROM及びRAMを備え、ROMに記憶された制御プログラムに従うCPUの動作により以下の制御動作を実行するECUとして構成されており、このためにアシスト制御部6は、給電受信部70から与えられた検出信号Sが示す出力電圧値に基づいて、操舵トルクを算出する。
That is, the power supplied from the power supply 80 to the power supply receiving unit 70 is supplied from the power supply reception unit 70 to the IC tag 51 via the external antenna 52 in a non-contact manner, and is supplied from the IC tag 51 to the sensor 50. The detection result of the sensor 50 is output from the sensor 50 to the IC tag 51, and the detection signal S indicating the detection result of the sensor 50 is wirelessly transmitted from the IC tag 51 to the power receiving unit 70 via the external antenna 52, and the power receiving unit 70 to the assist control unit 6 which is a calculation means.
The assist control unit 6 includes a CPU, a ROM, and a RAM, and is configured as an ECU that executes the following control operation by the operation of the CPU in accordance with a control program stored in the ROM. The steering torque is calculated based on the output voltage value indicated by the detection signal S given from the receiving unit 70.

図1に示すように、アシスト制御部6の出力は、前述した操舵補助用のモータ4の駆動回路に与えられており、前記モータ4は、アシスト制御部6から与えられる制御指令に従って駆動されるようになしてある。またアシスト制御部6には、操舵補助用のモータ4に付設されたモータ電流センサ40から、該モータ4の駆動電流の検出値が与えられ、更に、車両の各部に設けた走行状態センサ60から、車速、ヨーレート等、操舵に影響を及ぼす走行状態の検出結果が与えられている。   As shown in FIG. 1, the output of the assist control unit 6 is given to the drive circuit of the steering assist motor 4 described above, and the motor 4 is driven in accordance with a control command given from the assist control unit 6. It ’s like that. The assist control unit 6 is provided with a detected value of the drive current of the motor 4 from a motor current sensor 40 attached to the steering assisting motor 4, and further from a running state sensor 60 provided in each part of the vehicle. Further, detection results of running conditions that affect steering such as vehicle speed and yaw rate are given.

アシスト制御部6は、給電受信部70の出力である検出信号Sを適宜のサンプリング周期にて取り込み、操舵のためにステアリング軸3に加えられる操舵トルクを算出し、算出した操舵トルク検出値をROMに記憶させてある補助力マップに適用して、操舵補助用のモータ4に発生させるべき操舵補助力を算出し、この操舵補助力を発生すべく操舵補助用のモータ4に動作指令を発し、該モータ4をアシスト駆動する。つまりアシスト制御部6は、トルク検出装置5の算出手段と電動パワーステアリング装置7の制御手段とを兼ねている。   The assist control unit 6 takes in the detection signal S output from the power supply receiving unit 70 at an appropriate sampling period, calculates the steering torque applied to the steering shaft 3 for steering, and stores the calculated steering torque detection value in the ROM. The steering assist force to be generated by the steering assist motor 4 is calculated by applying it to the assist force map stored in the vehicle, and an operation command is issued to the steering assist motor 4 to generate the steering assist force. The motor 4 is assisted and driven. That is, the assist control unit 6 serves both as a calculation unit of the torque detection device 5 and a control unit of the electric power steering device 7.

このアシスト駆動は、モータ電流センサ40から与えられる駆動電流の検出値を用いたフィードバック制御により行われ、この駆動によりモータ4が発生する操舵補助力がラック軸1に加えられ、前述の如く操舵を補助することができる。目標補助力の算出に用いる補助力マップは、車速、ヨーレート等、操舵に影響を与える走行状態毎に設定してあり、走行状態センサ60による走行状態の検出結果は、補助力マップの選定に用いられる。これにより、走行状態に応じて適正な操舵補助が実行される。   This assist drive is performed by feedback control using the detection value of the drive current given from the motor current sensor 40, and the steering assist force generated by the motor 4 by this drive is applied to the rack shaft 1, and the steering is performed as described above. Can assist. The assist force map used for calculating the target assist force is set for each travel state that affects steering such as the vehicle speed and the yaw rate, and the detection result of the travel state by the travel state sensor 60 is used for selecting the assist force map. It is done. Thereby, appropriate steering assistance is executed according to the traveling state.

以上のようなトルク検出装置5は、電磁結合式のトルク検出装置が備えるような磁性環及び励磁コイルを用いる必要がないため、構成が簡易であり、小型化が容易である。また、コードリール式のトルク検出装置が備えるようなケーブルを用いる必要がないため、センサ50に対するケーブルの接続及びステアリング軸3に対するケーブルの巻回が不要であり、小型化、低コスト化が簡単である。更に、スリップリングを用いる必要がないため、スリップリングの摩耗、接触不良等による信頼性の低下が生じない。即ちトルク検出装置5は信頼性が高い。
また、センサ50がステアリング軸3に直接的に取り付けられているため、ステアリング軸3に加わる操舵トルクに関する物理量を直接的に検出することができ、検出結果に基づいて、操舵トルクを高精度に算出することができる。
Since the torque detection device 5 as described above does not need to use a magnetic ring and an excitation coil as provided in the electromagnetic coupling type torque detection device, the configuration is simple and the size can be easily reduced. Further, since it is not necessary to use a cable that is provided in the cord reel type torque detection device, it is not necessary to connect the cable to the sensor 50 and to wind the cable around the steering shaft 3, and it is easy to reduce the size and cost. is there. Further, since it is not necessary to use a slip ring, reliability is not lowered due to wear of the slip ring, contact failure, or the like. That is, the torque detector 5 is highly reliable.
Further, since the sensor 50 is directly attached to the steering shaft 3, a physical quantity related to the steering torque applied to the steering shaft 3 can be directly detected, and the steering torque is calculated with high accuracy based on the detection result. can do.

更に、ステアリング軸3の全周に配されている外部アンテナ52とアンテナ70aとの間で電波がやり取りされるため、ステアリング軸3の回転に伴って回転するICタグ51と、コラムハウジング31に固定されているアンテナ70aとがどのような位置関係にあろうとも、給電受信部70からICタグ51への非接触給電及びICタグ51から給電受信部70への無線通信が確実に行なわれる。   Further, since radio waves are exchanged between the external antenna 52 and the antenna 70 a arranged on the entire circumference of the steering shaft 3, the IC tag 51 that rotates as the steering shaft 3 rotates and the column housing 31 are fixed. Regardless of the positional relationship with the antenna 70a, the contactless power feeding from the power receiving unit 70 to the IC tag 51 and the wireless communication from the IC tag 51 to the power receiving unit 70 are reliably performed.

なお、センサ50が検出する物理量は、ステアリング軸3に加わる操舵トルクに関する物理量であれば、捩れに限るものではない。また、センサ50は、ステアリング軸3に生じる捩れの有無及び変化を、自身の静電容量、インダクタンス等の変化として検出する構成でもよい。
更に、ステアリング軸3を第1,第2軸及びトーションバーを用いて構成し、このトーションバーにセンサ50を取り付ける構成でもよい。
更にまた、アシスト制御部6で操舵トルクを算出する構成に限らず、例えば制御部510又は給電受信部70に操舵トルクを算出する算出回路を配して、算出結果をアシスト制御部6へ与える構成としてもよい。
The physical quantity detected by the sensor 50 is not limited to the twist as long as it is a physical quantity related to the steering torque applied to the steering shaft 3. The sensor 50 may be configured to detect the presence / absence and change of the twist generated in the steering shaft 3 as a change in its own capacitance, inductance, and the like.
Further, the steering shaft 3 may be configured by using the first and second shafts and the torsion bar, and the sensor 50 may be attached to the torsion bar.
Furthermore, the configuration is not limited to the configuration in which the assist control unit 6 calculates the steering torque. For example, a configuration in which a calculation circuit that calculates the steering torque is arranged in the control unit 510 or the power supply reception unit 70 and the calculation result is given to the assist control unit 6. It is good.

実施の形態 2.
図5は、本発明の実施の形態2に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を示す側面図であり、図6は、この配置を模式的に示す横断面図であり、図7は、このICタグの構成を示すブロック図である。
図中5はトルク検出装置であり、本実施の形態のトルク検出装置5は、実施の形態1のトルク検出装置5と略同様であり、実施の形態1の電動パワーステアリング装置7と略同様の電動パワーステアリング装置7に備えられている。
以下では、実施の形態1との差異について説明し、その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a side view showing the arrangement of the IC tag, sensor, and antenna with respect to the steering shaft provided in the torque detection device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing this arrangement. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the IC tag.
In the figure, reference numeral 5 denotes a torque detection device. The torque detection device 5 of the present embodiment is substantially the same as the torque detection device 5 of the first embodiment, and is substantially the same as the electric power steering device 7 of the first embodiment. The electric power steering device 7 is provided.
Hereinafter, differences from the first embodiment will be described, and other parts corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

本実施の形態のトルク検出装置5は、実施の形態1のICタグ51及び外部アンテナ52の代わりに、ICタグ53及び外部アンテナ54,54を備えている。ICタグ53が内蔵している制御部530、受電部531、送信部532及びセンサ回路533は、実施の形態1のICタグ51が内蔵している制御部510、受電部511、送信部512及びセンサ回路513と略同様であり、センサ回路533は、センサ50を含めてブリッジ回路Bが形成されるよう有線で接続された複数の固定抵抗器を備える。   The torque detection device 5 according to the present embodiment includes an IC tag 53 and external antennas 54 and 54 instead of the IC tag 51 and the external antenna 52 of the first embodiment. The control unit 530, the power reception unit 531, the transmission unit 532, and the sensor circuit 533 built in the IC tag 53 are the control unit 510, the power reception unit 511, the transmission unit 512, and the control circuit 513 built in the IC tag 51 of the first embodiment. The sensor circuit 533 is substantially the same as the sensor circuit 513, and the sensor circuit 533 includes a plurality of fixed resistors connected in a wired manner so that the bridge circuit B including the sensor 50 is formed.

各外部アンテナ54は、例えばアンテナ線をコイル状に形成してなり、受電部531及び送信部532夫々に有線で接続されている。また、外部アンテナ54,54は、給電受信部70のアンテナ70aに対向可能にステアリング軸3の軸長方向の所定位置に配され、且つ、ステアリング軸3の径方向に対向する位置に夫々配されている。即ち外部アンテナ54,54は、ステアリング軸3の周方向に180°離隔配置されている。   Each external antenna 54 is formed by, for example, forming an antenna wire in a coil shape, and is connected to the power reception unit 531 and the transmission unit 532 by wire. The external antennas 54 and 54 are arranged at predetermined positions in the axial direction of the steering shaft 3 so as to be able to face the antenna 70a of the power receiving section 70, and are arranged at positions facing the radial direction of the steering shaft 3, respectively. ing. That is, the external antennas 54 and 54 are spaced apart by 180 ° in the circumferential direction of the steering shaft 3.

従って、電源80から給電受信部70へ供給された電力は、給電受信部70からICタグ53へ外部アンテナ54,54を介して非接触で給電され、ICタグ53からセンサ50へ給電される。センサ50の検出結果はセンサ50からICタグ53へ出力され、センサ50の検出結果を示す検出信号SがICタグ53から給電受信部70へ外部アンテナ54,54を介して無線で送信され、給電受信部70から算出手段であるアシスト制御部6へ与えられる。   Therefore, the electric power supplied from the power supply 80 to the power receiving unit 70 is supplied from the power receiving unit 70 to the IC tag 53 in a non-contact manner via the external antennas 54 and 54, and is supplied from the IC tag 53 to the sensor 50. The detection result of the sensor 50 is output from the sensor 50 to the IC tag 53, and the detection signal S indicating the detection result of the sensor 50 is transmitted from the IC tag 53 to the power supply receiving unit 70 wirelessly via the external antennas 54 and 54. The signal is given from the receiving unit 70 to the assist control unit 6 which is a calculation means.

以上のようなトルク検出装置5は、実施の形態1のトルク検出装置5と同様の効果を奏する。また、ステアリング軸3の周方向に180°離隔配置されている外部アンテナ54,54とアンテナ70aとの間で電波がやり取りされるため、ステアリング軸3の回転に伴って回転するICタグ53と、コラムハウジング31に固定されているアンテナ70aとがどのような位置関係にあろうとも、給電受信部70からICタグ53への非接触給電及びICタグ53から給電受信部70への無線通信が行なわれる。しかも、ステアリング軸3の全周にアンテナ線を配する必要がないため、構成がコンパクトである。   The torque detection device 5 as described above has the same effect as the torque detection device 5 of the first embodiment. In addition, since radio waves are exchanged between the external antennas 54 and 54 and the antenna 70a that are spaced apart by 180 ° in the circumferential direction of the steering shaft 3, an IC tag 53 that rotates as the steering shaft 3 rotates, Regardless of the positional relationship with the antenna 70 a fixed to the column housing 31, non-contact power feeding from the power receiving unit 70 to the IC tag 53 and wireless communication from the IC tag 53 to the power receiving unit 70 are performed. It is. In addition, since it is not necessary to arrange an antenna wire all around the steering shaft 3, the configuration is compact.

実施の形態 3.
図8は、本発明の実施の形態3に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を示す側面図であり、図9は、この配置を模式的に示す横断面図であり、図10は、このICタグの構成を示すブロック図である。
図中5はトルク検出装置であり、本実施の形態のトルク検出装置5は、実施の形態1のトルク検出装置5と略同様であり、実施の形態1の電動パワーステアリング装置7と略同様の電動パワーステアリング装置7に備えられている。
以下では、実施の形態1との差異について説明し、その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
Embodiment 3. FIG.
FIG. 8 is a side view showing the arrangement of the IC tag, sensor and antenna with respect to the steering shaft provided in the torque detection device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing this arrangement. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the IC tag.
In the figure, reference numeral 5 denotes a torque detection device. The torque detection device 5 of the present embodiment is substantially the same as the torque detection device 5 of the first embodiment, and is substantially the same as the electric power steering device 7 of the first embodiment. The electric power steering device 7 is provided.
Hereinafter, differences from the first embodiment will be described, and other parts corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

本実施の形態のトルク検出装置5は、実施の形態1のICタグ51及び外部アンテナ52の代わりに、ICタグ55,56を備えている。ICタグ55が内蔵している制御部550、受電部551、送信部552及びセンサ回路553は、実施の形態1のICタグ51が内蔵している制御部510、受電部511、送信部512及びセンサ回路513と略同様であり、センサ回路553は、センサ50を含めてブリッジ回路Bが形成されるよう有線で接続された複数の固定抵抗器を備える。更にICタグ55は内部アンテナ554を備え、内部アンテナ554は、受電部551及び送信部552夫々に有線で接続されている。また、ICタグ55は、内部アンテナ554が給電受信部70のアンテナ70aに対向可能にステアリング軸3の軸長方向の所定位置に配されている。   The torque detection device 5 according to the present embodiment includes IC tags 55 and 56 instead of the IC tag 51 and the external antenna 52 according to the first embodiment. The control unit 550, the power reception unit 551, the transmission unit 552, and the sensor circuit 553 that are included in the IC tag 55 are the control unit 510, the power reception unit 511, the transmission unit 512, and the control circuit that are included in the IC tag 51 of the first embodiment. The sensor circuit 553 is substantially the same as the sensor circuit 513, and the sensor circuit 553 includes a plurality of fixed resistors connected in a wired manner so that the bridge circuit B including the sensor 50 is formed. Further, the IC tag 55 includes an internal antenna 554, and the internal antenna 554 is connected to the power reception unit 551 and the transmission unit 552 by wire. The IC tag 55 is disposed at a predetermined position in the axial direction of the steering shaft 3 so that the internal antenna 554 can face the antenna 70a of the power receiving section 70.

ICタグ56の構成はICタグ55と略同様であるが、ICタグ55の送信部552が発信する電波の周波数と、ICタグ56の図示しない送信部が発信する電波の周波数とは互いに異なるようにしてある。
ICタグ55,56は、ステアリング軸3の径方向に対向する位置に夫々配されている。即ちICタグ55,56は、ステアリング軸3の周方向に180°離隔配置されている。
The configuration of the IC tag 56 is substantially the same as that of the IC tag 55, but the frequency of the radio wave transmitted by the transmission unit 552 of the IC tag 55 and the frequency of the radio wave transmitted by a transmission unit (not shown) of the IC tag 56 are different from each other. It is.
The IC tags 55 and 56 are respectively arranged at positions facing the steering shaft 3 in the radial direction. That is, the IC tags 55 and 56 are spaced apart by 180 ° in the circumferential direction of the steering shaft 3.

従って、電源80から給電受信部70へ供給された電力は、給電受信部70からICタグ55,56へ非接触で給電され、ICタグ55,56からセンサ50へ給電される。センサ50の検出結果はセンサ50からICタグ55,56へ出力され、センサ50の検出結果を示す検出信号SがICタグ55,56から給電受信部70へ無線で送信され、給電受信部70から算出手段であるアシスト制御部6へ与えられる。   Therefore, the power supplied from the power supply 80 to the power receiving unit 70 is supplied from the power receiving unit 70 to the IC tags 55 and 56 in a non-contact manner, and is supplied from the IC tags 55 and 56 to the sensor 50. The detection result of the sensor 50 is output from the sensor 50 to the IC tags 55 and 56, and the detection signal S indicating the detection result of the sensor 50 is wirelessly transmitted from the IC tag 55 and 56 to the power supply receiving unit 70. It is given to the assist control unit 6 which is a calculation means.

以上のようなトルク検出装置5は、実施の形態1のトルク検出装置5と同様の効果を奏する。また、ステアリング軸3の周方向に180°離隔配置されているICタグ55,56とアンテナ70aとの間で電波がやり取りされるため、ステアリング軸3の回転に伴って回転するICタグ55,56と、コラムハウジング31に固定されているアンテナ70aとがどのような位置関係にあろうとも、給電受信部70からICタグ55,56の少なくとも一方への非接触給電及びICタグ55,56の少なくとも一方から給電受信部70への無線通信が行なわれる。しかも、ICタグ55の内部アンテナ554及びICタグ56の図示しない内部アンテナを用いて非接触給電及び無線通信が行なわれるため、ICタグに外部アンテナを接続するような複雑な構成にする必要がなく、構成がコンパクトである。   The torque detection device 5 as described above has the same effect as the torque detection device 5 of the first embodiment. Further, since radio waves are exchanged between the antennas 70a and the IC tags 55 and 56 that are spaced apart by 180 ° in the circumferential direction of the steering shaft 3, the IC tags 55 and 56 that rotate as the steering shaft 3 rotates. And the antenna 70 a fixed to the column housing 31, regardless of the positional relationship, at least one of the IC tags 55, 56 and the non-contact power feeding from the power receiving part 70 to at least one of the IC tags 55, 56 Wireless communication from one side to the power receiving unit 70 is performed. In addition, since non-contact power feeding and wireless communication are performed using the internal antenna 554 of the IC tag 55 and the internal antenna (not shown) of the IC tag 56, it is not necessary to have a complicated configuration in which an external antenna is connected to the IC tag. The structure is compact.

また、ICタグ55,56は互いに異なる周波数で検出信号Sを送信するため、ICタグ55,56夫々とアンテナ70aとの位置関係によってICタグ55,56夫々が送信した電波が同時に受信されるような場合に電波の干渉が生じない。従って、給電受信部70は検出信号Sを正確に受信する。
なお、例えばICタグ55の受電部551にコンデンサ、蓄電池等を備えて適宜に充放電することで、ICタグ55とアンテナ70aとの位置関係によって給電受信部70からの非接触給電が一時的に途絶したとしても、制御部550、センサ回路553等のICタグ55各部に安定的に給電可能に構成してもよい。
Further, since the IC tags 55 and 56 transmit the detection signals S at different frequencies, the radio waves transmitted by the IC tags 55 and 56 are received simultaneously depending on the positional relationship between the IC tags 55 and 56 and the antenna 70a. Radio wave interference does not occur. Therefore, the power receiving unit 70 receives the detection signal S accurately.
Note that, for example, the power receiving unit 551 of the IC tag 55 is provided with a capacitor, a storage battery, and the like to charge and discharge appropriately, so that the non-contact power feeding from the power feeding receiving unit 70 is temporarily performed depending on the positional relationship between the IC tag 55 and the antenna 70a. Even if the power supply is interrupted, the power supply may be stably supplied to each part of the IC tag 55 such as the control unit 550 and the sensor circuit 553.

なお、ICタグ55,56間に例えばステアリング軸3周方向に90°離隔して3個目及び4個目のICタグを設ける構成でもよい。この場合、4個の内の1個が故障して完全に通信が途絶したとしても操舵トルクを検出することが可能となる。
また、ICタグ55からの検出信号SとICタグ56からの検出信号Sとが同時的に受信された場合、例えば2つの検出信号S,S夫々が示す出力電圧値と所定電圧値との大小関係に基づいて、検出信号S,S夫々が正常な範囲に収まっているか否かを判定し、検出信号S,Sの一方が異常である場合は正常な他方に基づいて操舵トルクを求め、検出信号S,Sの両方が異常である場合は運転者にトルク検出装置5の異常を報知する構成でもよい。
The third and fourth IC tags may be provided between the IC tags 55 and 56, for example, 90 ° apart in the circumferential direction of the steering shaft 3 °. In this case, the steering torque can be detected even if one of the four is broken and communication is completely interrupted.
Further, when the detection signal S from the IC tag 55 and the detection signal S from the IC tag 56 are received simultaneously, for example, the magnitude of the output voltage value indicated by each of the two detection signals S and S and the predetermined voltage value is large or small. Based on the relationship, it is determined whether or not each of the detection signals S and S is within a normal range, and when one of the detection signals S and S is abnormal, the steering torque is obtained based on the other normal and detected. When both signals S and S are abnormal, the driver may be notified of the abnormality of the torque detection device 5.

更に、1個のセンサ50ではなく2個のセンサを備え、これらにICタグ55,56が夫々接続される構成でもよい。この場合、ICタグ55からの検出信号Sに基づいて求められる操舵トルクと、ICタグ56からの検出信号Sに基づいて求められる操舵トルクとは理論上は一致するため、ICタグ55,56の内の何れからの検出信号Sを用いて操舵トルクを算出しても問題はない。   Further, two sensors may be provided instead of one sensor 50, and IC tags 55 and 56 may be connected to these sensors, respectively. In this case, the steering torque calculated based on the detection signal S from the IC tag 55 and the steering torque calculated based on the detection signal S from the IC tag 56 theoretically coincide with each other. There is no problem even if the steering torque is calculated using the detection signal S from any of them.

本発明の実施の形態1に係るトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the electric power steering apparatus provided with the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を示す側面図である。It is a side view which shows arrangement | positioning with respect to the steering shaft of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, a sensor, and an antenna are provided. 本発明の実施の形態1に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を模式的に示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows typically arrangement | positioning with respect to the steering shaft of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, a sensor, and an antenna are provided. 本発明の実施の形態1に係るトルク検出装置が備えるICタグの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention is provided. 本発明の実施の形態2に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を示す側面図である。It is a side view which shows arrangement | positioning with respect to the steering shaft of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention, a sensor, and an antenna are provided. 本発明の実施の形態2に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を模式的に示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows typically the arrangement | positioning with respect to the steering shaft of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention, a sensor, and an antenna are equipped. 本発明の実施の形態2に係るトルク検出装置が備えるICタグの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention is provided. 本発明の実施の形態3に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を示す側面図である。It is a side view which shows arrangement | positioning with respect to the steering shaft of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention, a sensor, and an antenna are provided. 本発明の実施の形態3に係るトルク検出装置が備えるICタグ、センサ及びアンテナのステアリング軸に対する配置を模式的に示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows typically the arrangement | positioning with respect to the steering shaft of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention, a sensor, and an antenna are provided. 本発明の実施の形態3に係るトルク検出装置が備えるICタグの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the IC tag with which the torque detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention is provided.

符号の説明Explanation of symbols

3 ステアリング軸、30 ステアリングホイール(操舵部材)、5 トルク検出装置、50 センサ、51,53,55,56 ICタグ、52,54 外部アンテナ、6 アシスト制御部(算出手段)、70 給電受信部(給電部,受信部)、9 舵取機構   3 Steering shaft, 30 Steering wheel (steering member), 5 Torque detection device, 50 Sensor, 51, 53, 55, 56 IC tag, 52, 54 External antenna, 6 Assist control unit (calculation means), 70 Power feed receiving unit ( (Feeding unit, receiving unit), 9 steering mechanism

Claims (5)

操舵部材の操作を舵取機構に伝えるステアリング軸に取り付けられて、該ステアリング軸に加わる操舵トルクに関する物理量を検出するセンサを備え、
前記ステアリング軸の中途に配してあり、操舵のために前記操舵部材に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出装置において、
前記ステアリング軸に取り付けられて、前記センサに接続され、前記センサに給電し、前記センサの検出結果を示す信号を無線で送信するICタグと、
前記ICタグに非接触で給電する給電部と、
前記ICタグが送信した信号を受信する受信部と、
該受信部が受信した信号が示す前記物理量の値に基づいて操舵トルクを算出する算出手段と
を備え
前記ICタグを複数備え、
前記受信部が、少なくとも2個の前記ICタグが送信した信号を同時的に受信した場合に、前記算出手段は、前記受信部が受信した少なくとも1つの信号が示す前記物理量の値が所定の範囲に収まっているときに、前記所定の範囲に収まっている前記物理量の値に基づいて操舵トルクを算出するようにしてあることを特徴とするトルク検出装置。
A sensor that is attached to a steering shaft that transmits an operation of the steering member to the steering mechanism and detects a physical quantity related to a steering torque applied to the steering shaft,
In the torque detection device that is arranged in the middle of the steering shaft and detects a steering torque applied to the steering member for steering,
An IC tag attached to the steering shaft, connected to the sensor, supplying power to the sensor, and wirelessly transmitting a signal indicating a detection result of the sensor;
A power supply unit that supplies power to the IC tag in a contactless manner;
A receiver for receiving a signal transmitted by the IC tag;
Calculating means for calculating a steering torque based on the value of the physical quantity indicated by the signal received by the receiving unit ;
A plurality of IC tags,
When the receiving unit simultaneously receives signals transmitted by at least two of the IC tags, the calculation unit is configured such that the physical quantity value indicated by the at least one signal received by the receiving unit is within a predetermined range. torque detecting apparatus according to claim Citea Rukoto as when you are settled, and calculates the steering torque based on the value of the physical quantity is within a predetermined range.
なくとも2個の前記ICタグは、前記ステアリング軸の径方向に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のトルク検出装置。 Two said IC tag even without low, the torque detection apparatus according to claim 1, characterized in that it is arranged at a position opposed to the radial direction of the steering shaft. 前記ICタグは、互いに異なる周波数で信号を送信するようにしてあることを特徴とする請求項2に記載のトルク検出装置。   The torque detection device according to claim 2, wherein the IC tag transmits signals at different frequencies. 前記ICタグに接続されており、前記ステアリング軸の全周に配されているアンテナを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のトルク検出装置。   The torque detection device according to claim 1, further comprising an antenna connected to the IC tag and disposed on an entire circumference of the steering shaft. 前記ICタグに複数接続されており、前記ステアリング軸の径方向に対向する位置に夫々配されているアンテナを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のトルク検出装置。   The torque detection device according to claim 1, further comprising: an antenna that is connected to the IC tag in a plurality and is disposed at positions facing each other in a radial direction of the steering shaft.
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