JP2003050167A - トルクセンサの温度補償装置 - Google Patents
トルクセンサの温度補償装置Info
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/105—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度検出専用の温度センサを用いずにトルク
センサの温度補償ができ、部品点数を削減しコストの低
減を図ることができるトルクセンサの温度補償装置を供
する。 【解決手段】 トルクに応じて互いに逆方向にインダク
タンスが変化する一対のコイルと、前記一対のコイルの
各インダクタンス変化に基づく第１，第２電圧Ｖ １，Ｖ
２からトルク検出電圧Ｖｔを出力するトルク検出手段27
とを備えたトルクセンサにおいて、前記第１電圧Ｖ１と
第２電圧Ｖ２を加算して温度検出電圧Ｖｓとして出力す
る加算手段47と、前記加算手段47の温度検出電圧Ｖｓの
予め測定した温度特性を記憶する記憶手段と、加算手段
47により出力された温度検出電圧Ｖｓから前記温度特性
に基づいて検出した温度によってトルク検出電圧Ｖｔを
補正する補正手段とを備えたトルクセンサの温度補償装
置。
センサの温度補償ができ、部品点数を削減しコストの低
減を図ることができるトルクセンサの温度補償装置を供
する。 【解決手段】 トルクに応じて互いに逆方向にインダク
タンスが変化する一対のコイルと、前記一対のコイルの
各インダクタンス変化に基づく第１，第２電圧Ｖ １，Ｖ
２からトルク検出電圧Ｖｔを出力するトルク検出手段27
とを備えたトルクセンサにおいて、前記第１電圧Ｖ１と
第２電圧Ｖ２を加算して温度検出電圧Ｖｓとして出力す
る加算手段47と、前記加算手段47の温度検出電圧Ｖｓの
予め測定した温度特性を記憶する記憶手段と、加算手段
47により出力された温度検出電圧Ｖｓから前記温度特性
に基づいて検出した温度によってトルク検出電圧Ｖｔを
補正する補正手段とを備えたトルクセンサの温度補償装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トルクを一対のコ
イルのインダクタンス変化に基づいて検出するトルクセ
ンサにおける温度補償装置に関する。
イルのインダクタンス変化に基づいて検出するトルクセ
ンサにおける温度補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】斯かるトルクセンサは、コイル自体が温
度特性を有するとともに、トルクセンサの構成部品例え
ば全体ハウジング等の熱膨張などによる温度変化がトル
ク検出出力に影響して正確なトルクの検出を妨げてい
る。
度特性を有するとともに、トルクセンサの構成部品例え
ば全体ハウジング等の熱膨張などによる温度変化がトル
ク検出出力に影響して正確なトルクの検出を妨げてい
る。
【０００３】そこでトルクセンサにサーミスタ等の温度
検出専用の温度センサを設けて、同温度センサの検出温
度により検出トルクの値を補正している。
検出専用の温度センサを設けて、同温度センサの検出温
度により検出トルクの値を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】サーミスタ等はトルク
センサの温度を検出するため、トルクセンサに温度を感
度良く検知できるように取り付けなければならず、取り
付けるためサーミスタを保持する基板または保持部品が
必要とされ、部品点数が多くコスト高となっていた。
センサの温度を検出するため、トルクセンサに温度を感
度良く検知できるように取り付けなければならず、取り
付けるためサーミスタを保持する基板または保持部品が
必要とされ、部品点数が多くコスト高となっていた。
【０００５】本発明は斯かる点に鑑みなされたもので、
その目的とする処は、温度検出専用の温度センサを用い
ずにトルクセンサの温度補償ができ、部品点数を削減し
コストの低減を図ることができるトルクセンサの温度補
償装置を供する点にある。
その目的とする処は、温度検出専用の温度センサを用い
ずにトルクセンサの温度補償ができ、部品点数を削減し
コストの低減を図ることができるトルクセンサの温度補
償装置を供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本請求項１記載の発明は、トルクに応
じて互いに逆方向にインダクタンスが変化する一対のコ
イルと、前記一対のコイルの各インダクタンス変化に基
づく第１，第２電圧からトルク検出電圧を出力するトル
ク検出手段とを備えたトルクセンサにおいて、前記第１
電圧と第２電圧を加算して温度検出電圧として出力する
加算手段と、前記加算手段の温度検出電圧の予め測定し
た温度特性を記憶する記憶手段と、前記加算手段により
出力された温度検出電圧から前記温度特性に基づいて検
出した温度によってトルク検出電圧を補正する補正手段
とを備えたトルクセンサの温度補償装置とした。
達成するために、本請求項１記載の発明は、トルクに応
じて互いに逆方向にインダクタンスが変化する一対のコ
イルと、前記一対のコイルの各インダクタンス変化に基
づく第１，第２電圧からトルク検出電圧を出力するトル
ク検出手段とを備えたトルクセンサにおいて、前記第１
電圧と第２電圧を加算して温度検出電圧として出力する
加算手段と、前記加算手段の温度検出電圧の予め測定し
た温度特性を記憶する記憶手段と、前記加算手段により
出力された温度検出電圧から前記温度特性に基づいて検
出した温度によってトルク検出電圧を補正する補正手段
とを備えたトルクセンサの温度補償装置とした。
【０００７】温度を検出するための温度検出電圧を出力
する加算手段は、トルクセンサの一対のコイルにおける
第１，第２電圧を導いて入力とすればよいので、トルク
センサに取り付ける必要がなく、そのため特別な基板や
保持部品が不要で部品点数を削減してコストの低減を図
ることができる。また温度検出専用の温度センサを用い
ないので、益々低コスト化が図れる。
する加算手段は、トルクセンサの一対のコイルにおける
第１，第２電圧を導いて入力とすればよいので、トルク
センサに取り付ける必要がなく、そのため特別な基板や
保持部品が不要で部品点数を削減してコストの低減を図
ることができる。また温度検出専用の温度センサを用い
ないので、益々低コスト化が図れる。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のト
ルクセンサの温度補償装置において、前記トルク検出手
段は、前記第１，第２電圧の互いの電圧差を求め、同電
圧差を前記トルク検出電圧とすることを特徴とする。
ルクセンサの温度補償装置において、前記トルク検出手
段は、前記第１，第２電圧の互いの電圧差を求め、同電
圧差を前記トルク検出電圧とすることを特徴とする。
【０００９】トルクセンサの一対のコイルの各インダク
タンスが温度特性を有しているが、各コイルの誘導起電
力に応じた第１電圧と第２電圧の互いの電圧差をトルク
検出電圧としているので、各コイルの温度変化は略相殺
されてトルク検出電圧に影響を与えない。
タンスが温度特性を有しているが、各コイルの誘導起電
力に応じた第１電圧と第２電圧の互いの電圧差をトルク
検出電圧としているので、各コイルの温度変化は略相殺
されてトルク検出電圧に影響を与えない。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載のトルクセンサの温度補償装置において、前
記加算手段が、演算増幅器であることを特徴とする。
求項２記載のトルクセンサの温度補償装置において、前
記加算手段が、演算増幅器であることを特徴とする。
【００１１】サーミスタ等の温度検出専用の温度センサ
の代わりに、汎用品である演算増幅器を使用するので、
低コスト化を図ることができる。
の代わりに、汎用品である演算増幅器を使用するので、
低コスト化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図４に基づき説明する。本実施の形態
に係るトルクセンサ１は、車両のパワーステアリング装
置に適用されたもので、その概略構造を図１に示す。
ついて図１ないし図４に基づき説明する。本実施の形態
に係るトルクセンサ１は、車両のパワーステアリング装
置に適用されたもので、その概略構造を図１に示す。
【００１３】ハウジング２にベアリング５，６を介して
回転自在に軸支され同軸に挿入された入力軸３と出力軸
４とが、内部でトーションバー７により連結されてい
る。円筒状のコア８が出力軸４の大径端部４ａの外周面
にセレーション嵌合して出力軸４に対して軸方向にのみ
摺動自在に設けられ、入力軸３より突設されたスライダ
ピン９が大径端部４ａの周方向に長尺の長孔を貫通して
前記コア８のスパイラル溝８ａに係合している。
回転自在に軸支され同軸に挿入された入力軸３と出力軸
４とが、内部でトーションバー７により連結されてい
る。円筒状のコア８が出力軸４の大径端部４ａの外周面
にセレーション嵌合して出力軸４に対して軸方向にのみ
摺動自在に設けられ、入力軸３より突設されたスライダ
ピン９が大径端部４ａの周方向に長尺の長孔を貫通して
前記コア８のスパイラル溝８ａに係合している。
【００１４】ハウジング２の内部に支持された２個のト
ルク検出用のコイル11，12が、軸方向に摺動する円筒状
のコア８の外周に空隙を介して設けられている。該２個
のコイル11，12は、コア８の軸方向の移動中心に関して
互いに反対側に配置されている。
ルク検出用のコイル11，12が、軸方向に摺動する円筒状
のコア８の外周に空隙を介して設けられている。該２個
のコイル11，12は、コア８の軸方向の移動中心に関して
互いに反対側に配置されている。
【００１５】入力軸３に捩じり力が作用すると、トーシ
ョンバー７を介して出力軸４に回転力が伝達されるが、
トーションバー７は弾性変形して入力軸３と出力軸４と
の間に回転方向の相対的変位が生じる。この回転方向の
相対的変位は、スライダピン９とスパイラル溝８ａとの
係合を介してコア８を軸方向に摺動させる。
ョンバー７を介して出力軸４に回転力が伝達されるが、
トーションバー７は弾性変形して入力軸３と出力軸４と
の間に回転方向の相対的変位が生じる。この回転方向の
相対的変位は、スライダピン９とスパイラル溝８ａとの
係合を介してコア８を軸方向に摺動させる。
【００１６】コア８が軸方向に移動すると、コイル11，
12のそれぞれコア８を囲む面積が変化し、一方の面積が
増すと他方の面積が減る関係にある。コア８を囲む面積
が大きくなると、磁気損失が増えコイルのインダクタン
スは減り、逆にコア８を囲む面積が小さくなると、磁気
損失が減りコイルのインダクタンスは増す。
12のそれぞれコア８を囲む面積が変化し、一方の面積が
増すと他方の面積が減る関係にある。コア８を囲む面積
が大きくなると、磁気損失が増えコイルのインダクタン
スは減り、逆にコア８を囲む面積が小さくなると、磁気
損失が減りコイルのインダクタンスは増す。
【００１７】したがってコア８がコイル11側に移動する
トルクが作用したときは、コイル11のインダクタンスＬ
１が減少し、コイル12のインダクタンスＬ２が増加し、
逆にコア８がコイル12側に移動するトルクが作用したと
きは、コイル11のインダクタンスＬ１が増加し、コイル
12のインダクタンスＬ２が減少する。
トルクが作用したときは、コイル11のインダクタンスＬ
１が減少し、コイル12のインダクタンスＬ２が増加し、
逆にコア８がコイル12側に移動するトルクが作用したと
きは、コイル11のインダクタンスＬ１が増加し、コイル
12のインダクタンスＬ２が減少する。
【００１８】このトルクセンサ１のコイル11，12のイン
ダクタンスＬ１，Ｌ２の変化に基づいてトルクを検出す
る電気的回路を概略構成図として図２に示す。コイル1
1，12は互いに一端が接続され、その接続端と各他端か
ら信号線が延び、電子コントロールユニットＥＣＵに配
設されたトルク検出回路20の接続端子に接続される。
ダクタンスＬ１，Ｌ２の変化に基づいてトルクを検出す
る電気的回路を概略構成図として図２に示す。コイル1
1，12は互いに一端が接続され、その接続端と各他端か
ら信号線が延び、電子コントロールユニットＥＣＵに配
設されたトルク検出回路20の接続端子に接続される。
【００１９】トルク検出回路20内では、コイル11，12の
接続端は接地され、各他端はそれぞれ抵抗13，14を介し
てトランジスタ15のエミッタ端子に接続されている。ト
ランジスタ15は、コレクタ端子に定電圧が掛かり、ベー
ス端子には交流電圧が入力される。
接続端は接地され、各他端はそれぞれ抵抗13，14を介し
てトランジスタ15のエミッタ端子に接続されている。ト
ランジスタ15は、コレクタ端子に定電圧が掛かり、ベー
ス端子には交流電圧が入力される。
【００２０】コイル11と抵抗13の接続部から延出した電
圧信号線16がコンデンサ21を介して平滑回路23に接続さ
れ、コイル12と抵抗14の接続部から延出した電圧信号線
17がコンデンサ22を介して平滑回路24に接続されてい
る。
圧信号線16がコンデンサ21を介して平滑回路23に接続さ
れ、コイル12と抵抗14の接続部から延出した電圧信号線
17がコンデンサ22を介して平滑回路24に接続されてい
る。
【００２１】すなわちコイル11，12，抵抗13，14により
ブリッジ回路が構成され、該ブリッジ回路に発振電圧が
入力され、その出力電圧が平滑回路23，24に入力され、
平滑されて第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２として出力され
る。
ブリッジ回路が構成され、該ブリッジ回路に発振電圧が
入力され、その出力電圧が平滑回路23，24に入力され、
平滑されて第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２として出力され
る。
【００２２】第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２は、それぞれ抵
抗25，26を介して演算増幅器である差動アンプ27の反転
入力端子，非反転入力端子に入力される。差動アンプ27
には、抵抗28により負帰還がかけられて差動増幅器とし
て機能し、その出力は、トルク検出電圧ＶｔとしてＣＰ
Ｕ30に入力される。なお差動アンプ27の非反転入力端子
には、バイアス電圧Ｖ０が入力される。
抗25，26を介して演算増幅器である差動アンプ27の反転
入力端子，非反転入力端子に入力される。差動アンプ27
には、抵抗28により負帰還がかけられて差動増幅器とし
て機能し、その出力は、トルク検出電圧ＶｔとしてＣＰ
Ｕ30に入力される。なお差動アンプ27の非反転入力端子
には、バイアス電圧Ｖ０が入力される。
【００２３】したがって差動アンプ27は、第１電圧Ｖ１
と第２電圧Ｖ２の差を増幅度Ａ倍し、バイアス電圧Ｖ０
を加えた電圧をトルク検出電圧Ｖｔとして出力する。す
なわちトルク検出電圧Ｖｔは、 Ｖｔ＝（Ｖ２−Ｖ１）・Ａ＋Ｖ０ である。
と第２電圧Ｖ２の差を増幅度Ａ倍し、バイアス電圧Ｖ０
を加えた電圧をトルク検出電圧Ｖｔとして出力する。す
なわちトルク検出電圧Ｖｔは、 Ｖｔ＝（Ｖ２−Ｖ１）・Ａ＋Ｖ０ である。
【００２４】なお右操舵トルク（右方向の捩じりトル
ク）と左操舵トルク（左方向の捩じりトルク）のいずれ
にも偏しない中立時のトルク検出電圧Ｖｔを中立点電圧
と称し、正常時上記バイアス電圧Ｖ０が中立点電圧とな
る。
ク）と左操舵トルク（左方向の捩じりトルク）のいずれ
にも偏しない中立時のトルク検出電圧Ｖｔを中立点電圧
と称し、正常時上記バイアス電圧Ｖ０が中立点電圧とな
る。
【００２５】本トルクセンサー１は、以上のような概略
回路構成をなし、その動作を第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２
及びトルク検出電圧Ｖｔの様子を示した図３に基づいて
以下説明する。図３において示された座標は、縦軸を電
圧とし、横軸右方向を右操舵トルク、横軸左方向を左操
舵トルクとして原点０が中立点である。
回路構成をなし、その動作を第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２
及びトルク検出電圧Ｖｔの様子を示した図３に基づいて
以下説明する。図３において示された座標は、縦軸を電
圧とし、横軸右方向を右操舵トルク、横軸左方向を左操
舵トルクとして原点０が中立点である。
【００２６】図３は、トルクセンサ１が正常に動作した
ときのもので、右操舵トルクが大きくなると、入力軸３
と出力軸４の相対的回転によりコア８がコイル11側に移
動し、コイル12のインダクタンスＬ２を増加してその誘
導起電力を大きくし、逆にコイル11のインダクタンスＬ
１を減少させてその誘導起電力を小さくするので、第２
電圧Ｖ２が大きくなり、第１電圧Ｖ１が小さくなる（図
３参照）。
ときのもので、右操舵トルクが大きくなると、入力軸３
と出力軸４の相対的回転によりコア８がコイル11側に移
動し、コイル12のインダクタンスＬ２を増加してその誘
導起電力を大きくし、逆にコイル11のインダクタンスＬ
１を減少させてその誘導起電力を小さくするので、第２
電圧Ｖ２が大きくなり、第１電圧Ｖ１が小さくなる（図
３参照）。
【００２７】また左操舵トルクが大きくなる場合は、上
記とは逆に第２電圧Ｖ２が小さくなり、第１電圧Ｖ１が
大きくなる（図３参照）。したがって両者の差をＡ倍
してバイアス電圧を加えた差動アンプ27の出力であるト
ルク検出電圧Ｖｔは、図３に示すように中立点でバイ
アス電圧Ｖ０を通る右上がりの傾斜線となる。
記とは逆に第２電圧Ｖ２が小さくなり、第１電圧Ｖ１が
大きくなる（図３参照）。したがって両者の差をＡ倍
してバイアス電圧を加えた差動アンプ27の出力であるト
ルク検出電圧Ｖｔは、図３に示すように中立点でバイ
アス電圧Ｖ０を通る右上がりの傾斜線となる。
【００２８】この図３のグラフに示すトルク検出電圧
Ｖｔの傾斜線に基づいてトルク検出電圧Ｖｔから左右へ
の操舵トルクを検出できる。
Ｖｔの傾斜線に基づいてトルク検出電圧Ｖｔから左右へ
の操舵トルクを検出できる。
【００２９】ＣＰＵ30は、トルク検出電圧Ｖｔに基づき
モータ制御の指示信号をモータドライバ31に出力し、モ
ータドライバ31によりステアリングを補助するモータ32
が駆動される。したがってステアリング操作において操
舵トルクに応じたモータ32の補助が得られる。
モータ制御の指示信号をモータドライバ31に出力し、モ
ータドライバ31によりステアリングを補助するモータ32
が駆動される。したがってステアリング操作において操
舵トルクに応じたモータ32の補助が得られる。
【００３０】以上のようなパワーステアリングの制御機
構において、トルクセンサ１の温度による影響は避けら
れない。第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の互いの電圧差か
らトルク検出電圧Ｖｔを求めているので、各コイル11，
12自体の温度変化は互いに相殺されてトルク検出電圧Ｖ
ｔに殆ど影響を与えないが、トルクセンサ１のコア８や
スライダピン９等の構造部品やハウジング２の熱膨張に
よる歪みは第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２にそれぞれ別個に
影響し、よってトルク検出電圧Ｖｔが変動して正確なト
ルクが得られない。
構において、トルクセンサ１の温度による影響は避けら
れない。第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の互いの電圧差か
らトルク検出電圧Ｖｔを求めているので、各コイル11，
12自体の温度変化は互いに相殺されてトルク検出電圧Ｖ
ｔに殆ど影響を与えないが、トルクセンサ１のコア８や
スライダピン９等の構造部品やハウジング２の熱膨張に
よる歪みは第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２にそれぞれ別個に
影響し、よってトルク検出電圧Ｖｔが変動して正確なト
ルクが得られない。
【００３１】そこで本トルクセンサ１には、温度補償回
路40が付設されている。図２に示すように電圧信号線1
6，17から分岐した電圧信号線41，42がそれぞれ平滑回
路43，44に接続され、各平滑回路43，44がそれぞれ抵抗
45，46を介して互いが接続され、その接続点が演算増幅
器である加算器47の非反転入力端子に接続されている。
路40が付設されている。図２に示すように電圧信号線1
6，17から分岐した電圧信号線41，42がそれぞれ平滑回
路43，44に接続され、各平滑回路43，44がそれぞれ抵抗
45，46を介して互いが接続され、その接続点が演算増幅
器である加算器47の非反転入力端子に接続されている。
【００３２】加算器47の反転入力端子は抵抗48を介して
出力端子と接続されるとともに抵抗49を介して接地され
て、加算器47は入力電圧である第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ
２の和Ｖ１＋Ｖ２を温度検出電圧ＶｓとしてＣＰＵ30に
出力する。
出力端子と接続されるとともに抵抗49を介して接地され
て、加算器47は入力電圧である第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ
２の和Ｖ１＋Ｖ２を温度検出電圧ＶｓとしてＣＰＵ30に
出力する。
【００３３】図３のグラフに示す第１，第２電圧
Ｖ１，Ｖ２の特性から、その和Ｖ１＋Ｖ ２である温度検
出電圧Ｖｓは、温度が一定ならば操舵トルクに対して略
一定値を示す。
Ｖ１，Ｖ２の特性から、その和Ｖ１＋Ｖ ２である温度検
出電圧Ｖｓは、温度が一定ならば操舵トルクに対して略
一定値を示す。
【００３４】この加算器47の出力である温度検出電圧Ｖ
ｓの温度特性を予め測定しておく。左右の操舵が中立状
態で温度を変化させて温度検出電圧Ｖｓを測定した結果
を図４に示す。この温度特性結果により温度検出電圧Ｖ
ｓから対応する温度を求めることができ、この温度特性
は、ＣＰＵ30が記憶している。
ｓの温度特性を予め測定しておく。左右の操舵が中立状
態で温度を変化させて温度検出電圧Ｖｓを測定した結果
を図４に示す。この温度特性結果により温度検出電圧Ｖ
ｓから対応する温度を求めることができ、この温度特性
は、ＣＰＵ30が記憶している。
【００３５】したがって温度補償回路40から温度検出電
圧ＶｓがＣＰＵ30に入力されると、ＣＰＵ30は、記憶し
ている温度特性に従って得られる温度によって別途入力
されているトルク検出電圧Ｖｔを補正してコイル自身の
温度変化以外の他の構成部品に依存する温度変化に影響
されない正確な操舵トルクを検出し、モータ32の駆動に
供することができる。
圧ＶｓがＣＰＵ30に入力されると、ＣＰＵ30は、記憶し
ている温度特性に従って得られる温度によって別途入力
されているトルク検出電圧Ｖｔを補正してコイル自身の
温度変化以外の他の構成部品に依存する温度変化に影響
されない正確な操舵トルクを検出し、モータ32の駆動に
供することができる。
【００３６】トルク検出電圧Ｖｔの温度補正について
は、例えばトルク検出電圧Ｖｔについても左右の操舵が
中立状態でのトルク検出電圧Ｖｔ０の温度特性を測定
し、これをＣＰＵ30が記憶しておく。
は、例えばトルク検出電圧Ｖｔについても左右の操舵が
中立状態でのトルク検出電圧Ｖｔ０の温度特性を測定
し、これをＣＰＵ30が記憶しておく。
【００３７】図５に中立状態でのトルク検出電圧Ｖｔ０
の温度特性を示す。トルク検出電圧Ｖｔの中立状態での
正常な電圧はバイアス電圧Ｖ０で一定値であるが、温度
の影響でずれが生じ傾斜した温度特性曲線（略直線）を
示している。
の温度特性を示す。トルク検出電圧Ｖｔの中立状態での
正常な電圧はバイアス電圧Ｖ０で一定値であるが、温度
の影響でずれが生じ傾斜した温度特性曲線（略直線）を
示している。
【００３８】前記したように温度検出電圧Ｖｓから温度
が検出されると、図５の温度特性に照らしてその時のト
ルク検出電圧Ｖｔ０からバイアス電圧Ｖ０との電圧差Δ
Ｖ（＝Ｖｔ０−Ｖ０）を求める。
が検出されると、図５の温度特性に照らしてその時のト
ルク検出電圧Ｖｔ０からバイアス電圧Ｖ０との電圧差Δ
Ｖ（＝Ｖｔ０−Ｖ０）を求める。
【００３９】実際にトルク検出回路20により検出された
トルク検出電圧Ｖｔを、この電圧差ΔＶを加算してＶｔ
＋ΔＶに補正する。この補正トルク検出電圧Ｖｔ＋ΔＶ
から図３に基づき実際の操舵トルクが検出される。
トルク検出電圧Ｖｔを、この電圧差ΔＶを加算してＶｔ
＋ΔＶに補正する。この補正トルク検出電圧Ｖｔ＋ΔＶ
から図３に基づき実際の操舵トルクが検出される。
【００４０】本実施の形態におけるトルクサンサ１の温
度補償装置は以上のように構成され、温度補償回路40
は、ＥＣＵなどに配設すればよく、トルクセンサに取り
付ける必要がない。
度補償装置は以上のように構成され、温度補償回路40
は、ＥＣＵなどに配設すればよく、トルクセンサに取り
付ける必要がない。
【００４１】そのため特別な基板や保持部品が不要で部
品点数を削減してコストの低減を図ることができる。ま
た温度検出専用のサーミスタ等の温度センサを用いない
ので、益々低コスト化が図れる。
品点数を削減してコストの低減を図ることができる。ま
た温度検出専用のサーミスタ等の温度センサを用いない
ので、益々低コスト化が図れる。
【００４２】以上の実施の形態では、温度検出電圧Ｖｓ
をＣＰＵ30に入力させていたが、この温度検出電圧Ｖｓ
を適当に変更してトルク検出回路20の差動アンプ27の非
反転入力端子に直接的にバイアス電圧として入力させて
温度に関係なく常にトルク検出電圧Ｖｔが操舵トルクに
対して一定の関係（図３参照）にあるようにしてもよ
い。
をＣＰＵ30に入力させていたが、この温度検出電圧Ｖｓ
を適当に変更してトルク検出回路20の差動アンプ27の非
反転入力端子に直接的にバイアス電圧として入力させて
温度に関係なく常にトルク検出電圧Ｖｔが操舵トルクに
対して一定の関係（図３参照）にあるようにしてもよ
い。
【００４３】なお温度補償回路40の加算器47の非反転入
力端子に入力される第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２を、トル
ク検出回路20の平滑回路23，24の出力から入力してもよ
く（この場合コンデンサ21，22は省略）、このようにす
ることで温度補償回路40の平滑回路43，44を省くことが
でき、益々部品点数を削減することができる。
力端子に入力される第１，第２電圧Ｖ１，Ｖ２を、トル
ク検出回路20の平滑回路23，24の出力から入力してもよ
く（この場合コンデンサ21，22は省略）、このようにす
ることで温度補償回路40の平滑回路43，44を省くことが
でき、益々部品点数を削減することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るトルクセンサの機
械的部分の概略構成図である。
械的部分の概略構成図である。
【図２】同トルクセンサの電気的回路の概略構成図であ
る。
る。
【図３】正常時における第１，第２電圧及びトルク検出
電圧の状態を示す図である。
電圧の状態を示す図である。
【図４】温度検出電圧の温度特性を示す図である。
【図５】中立状態でのトルク検出電圧の温度特性を示す
図である。
図である。
１…トルクセンサ、２…ハウジング、３…入力軸、４…
出力軸、５，６…ベアリング、７…トーションバー、８
…コア、９…スライダピン、11，12…コイル、13，14…
抵抗、15…トランジスタ、16，17…電圧信号線、20…ト
ルク検出回路、21，22…コンデンサ、23，24…平滑回
路、25，26…抵抗、27…差動アンプ、28…抵抗、30…Ｃ
ＰＵ、31…モータドライバ、32…モータ、40…温度補償
回路、41，42…電圧信号線、43，44…平滑回路、45，46
…抵抗、47…加算器、48，49…抵抗。
出力軸、５，６…ベアリング、７…トーションバー、８
…コア、９…スライダピン、11，12…コイル、13，14…
抵抗、15…トランジスタ、16，17…電圧信号線、20…ト
ルク検出回路、21，22…コンデンサ、23，24…平滑回
路、25，26…抵抗、27…差動アンプ、28…抵抗、30…Ｃ
ＰＵ、31…モータドライバ、32…モータ、40…温度補償
回路、41，42…電圧信号線、43，44…平滑回路、45，46
…抵抗、47…加算器、48，49…抵抗。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年８月２３日（２００２．８．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本請求項１記載の発明は、トルクに応
じて互いに逆方向にインダクタンスが変化する一対のコ
イルと、前記一対のコイルの各インダクタンス変化に基
づく第１，第２電圧からトルク検出電圧を出力するトル
ク検出手段とを備えたトルクセンサにおいて、前記一対
のコイルの各インダクタンス変化に基づく第１温度検出
用電圧と第２温度検出用電圧を加算して温度検出電圧と
して出力する加算手段と、前記加算手段の温度検出電圧
の予め測定した温度特性を記憶する記憶手段と、前記加
算手段により出力された温度検出電圧から前記温度特性
に基づいて検出した温度によってトルク検出電圧を補正
する補正手段とを備えたトルクセンサの温度補償装置と
した。
達成するために、本請求項１記載の発明は、トルクに応
じて互いに逆方向にインダクタンスが変化する一対のコ
イルと、前記一対のコイルの各インダクタンス変化に基
づく第１，第２電圧からトルク検出電圧を出力するトル
ク検出手段とを備えたトルクセンサにおいて、前記一対
のコイルの各インダクタンス変化に基づく第１温度検出
用電圧と第２温度検出用電圧を加算して温度検出電圧と
して出力する加算手段と、前記加算手段の温度検出電圧
の予め測定した温度特性を記憶する記憶手段と、前記加
算手段により出力された温度検出電圧から前記温度特性
に基づいて検出した温度によってトルク検出電圧を補正
する補正手段とを備えたトルクセンサの温度補償装置と
した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】温度を検出するための温度検出電圧を出力
する加算手段は、トルクセンサの一対のコイルにおける
第１，第２温度検出用電圧を導いて入力とすればよいの
で、トルクセンサに取り付ける必要がなく、そのため特
別な基板や保持部品が不要で部品点数を削減してコスト
の低減を図ることができる。また温度検出専用の温度セ
ンサを用いないので、益々低コスト化が図れる。
する加算手段は、トルクセンサの一対のコイルにおける
第１，第２温度検出用電圧を導いて入力とすればよいの
で、トルクセンサに取り付ける必要がなく、そのため特
別な基板や保持部品が不要で部品点数を削減してコスト
の低減を図ることができる。また温度検出専用の温度セ
ンサを用いないので、益々低コスト化が図れる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図５に基づき説明する。本実施の形態
に係るトルクセンサ１は、車両のパワーステアリング装
置に適用されたもので、その概略構造を図１に示す。
ついて図１ないし図５に基づき説明する。本実施の形態
に係るトルクセンサ１は、車両のパワーステアリング装
置に適用されたもので、その概略構造を図１に示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】加算器47の反転入力端子は抵抗48を介して
出力端子と接続されるとともに抵抗49を介して接地され
て、加算器47は入力電圧である第１，第２温度検出用電
圧Ｖ １´，Ｖ２´の和Ｖ１´＋Ｖ２´を温度検出電圧Ｖ
ｓとしてＣＰＵ30に出力する。
出力端子と接続されるとともに抵抗49を介して接地され
て、加算器47は入力電圧である第１，第２温度検出用電
圧Ｖ １´，Ｖ２´の和Ｖ１´＋Ｖ２´を温度検出電圧Ｖ
ｓとしてＣＰＵ30に出力する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】温度補償回路40の第１，第２温度検出用電
圧Ｖ１´，Ｖ２´の和Ｖ１´＋Ｖ２´である温度検出電
圧Ｖｓは、温度が一定ならば操舵トルクに対して略一定
値を示す。
圧Ｖ１´，Ｖ２´の和Ｖ１´＋Ｖ２´である温度検出電
圧Ｖｓは、温度が一定ならば操舵トルクに対して略一定
値を示す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】なお温度補償回路40の加算器47の非反転入
力端子に入力される第１，第２温度検出用電圧Ｖ１´，
Ｖ２´を、トルク検出回路20の平滑回路23，24の出力か
ら入力してもよく（この場合コンデンサ21，22は省
略）、このようにすることで温度補償回路40の平滑回路
43，44を省くことができ、益々部品点数を削減すること
ができる。
力端子に入力される第１，第２温度検出用電圧Ｖ１´，
Ｖ２´を、トルク検出回路20の平滑回路23，24の出力か
ら入力してもよく（この場合コンデンサ21，22は省
略）、このようにすることで温度補償回路40の平滑回路
43，44を省くことができ、益々部品点数を削減すること
ができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (3)
- 【請求項１】 トルクに応じて互いに逆方向にインダク
タンスが変化する一対のコイルと、 前記一対のコイルの各インダクタンス変化に基づく第
１，第２電圧からトルク検出電圧を出力するトルク検出
手段とを備えたトルクセンサにおいて、 前記第１電圧と第２電圧を加算して温度検出電圧として
出力する加算手段と、 前記加算手段の温度検出電圧の予め測定した温度特性を
記憶する記憶手段と、 前記加算手段により出力された温度検出電圧から前記温
度特性に基づいて検出した温度によってトルク検出電圧
を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするトルク
センサの温度補償装置。 - 【請求項２】 前記トルク検出手段は、前記第１，第２
電圧の互いの電圧差を求め、同電圧差を前記トルク検出
電圧とすることを特徴とする請求項１記載のトルクセン
サの温度補償装置。 - 【請求項３】 前記加算手段は、演算増幅器であること
を特徴とする請求項１または請求項２記載のトルクセン
サの温度補償装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239114A JP2003050167A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | トルクセンサの温度補償装置 |
| US10/092,265 US6591699B2 (en) | 2001-08-07 | 2002-03-06 | Temperature compensator of torque sensor |
| CNB021069697A CN1187587C (zh) | 2001-08-07 | 2002-03-11 | 转矩传感器的温度补偿装置 |
| EP02005284A EP1283414B1 (en) | 2001-08-07 | 2002-03-12 | Temperature compensator of torque sensor |
| DE60216199T DE60216199T2 (de) | 2001-08-07 | 2002-03-12 | Temperaturausgleich eines Drehmomentsensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239114A JP2003050167A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | トルクセンサの温度補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003050167A true JP2003050167A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19069916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001239114A Pending JP2003050167A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | トルクセンサの温度補償装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6591699B2 (ja) |
| EP (1) | EP1283414B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003050167A (ja) |
| CN (1) | CN1187587C (ja) |
| DE (1) | DE60216199T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102004012256B4 (de) * | 2003-07-10 | 2015-02-05 | Showa Corporation | Neutralpunktspannungsregler für einen Drehmomentsensor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4004411B2 (ja) * | 2003-01-27 | 2007-11-07 | 株式会社ショーワ | トルクセンサの温度補償装置 |
| KR100779487B1 (ko) * | 2003-07-16 | 2007-11-26 | 주식회사 만도 | 토크 검출 장치 |
| US20060081070A1 (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-20 | Madni Asad M | Digitally compensated non-contact steering angle and torque sensor |
| KR100597121B1 (ko) * | 2004-12-10 | 2006-07-05 | 현대모비스 주식회사 | 차량의 조향장치용 토크센서 |
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| DE112008003002A5 (de) * | 2007-11-13 | 2010-08-05 | GIF Gesellschaft für Industrieforschung mbH | Drehmomentmesseinrichtung, Drehmomentmessflansch und Drehmomentmessverfahren |
| KR101562219B1 (ko) * | 2013-08-27 | 2015-10-21 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 조향장치의 조향감 안정화 장치 및 방법 |
| US9618408B2 (en) | 2015-02-26 | 2017-04-11 | General Electric Company | System and method for torque transducer and temperature sensor |
| FR3035502B1 (fr) | 2015-04-27 | 2017-04-14 | Turbomeca | Couplemetre a mesure de deformation |
| US10345167B2 (en) | 2017-07-12 | 2019-07-09 | General Electric Company | Temperature compensated torque sensor |
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| CN113237586B (zh) * | 2021-04-29 | 2022-08-19 | 中铁检验认证中心有限公司 | 一种控温转矩测量系统及方法 |
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-
2001
- 2001-08-07 JP JP2001239114A patent/JP2003050167A/ja active Pending
-
2002
- 2002-03-06 US US10/092,265 patent/US6591699B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-11 CN CNB021069697A patent/CN1187587C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-12 EP EP02005284A patent/EP1283414B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-12 DE DE60216199T patent/DE60216199T2/de not_active Expired - Lifetime
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| CN1187587C (zh) | 2005-02-02 |
| DE60216199T2 (de) | 2007-10-11 |
| EP1283414A3 (en) | 2005-02-09 |
| CN1407322A (zh) | 2003-04-02 |
| DE60216199D1 (de) | 2007-01-04 |
| US20030029251A1 (en) | 2003-02-13 |
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