JPH10300595A - Torque sensor for steering gear for vehicle - Google Patents
Torque sensor for steering gear for vehicleInfo
- Publication number
- JPH10300595A JPH10300595A JP9336169A JP33616997A JPH10300595A JP H10300595 A JPH10300595 A JP H10300595A JP 9336169 A JP9336169 A JP 9336169A JP 33616997 A JP33616997 A JP 33616997A JP H10300595 A JPH10300595 A JP H10300595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection
- coil
- voltage
- torque sensor
- detection ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 208
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用操向装置に
関するもので、特に電磁誘導方式トルクセンサにおい
て、検出リングの数および検出コイルの数を減少させて
トルクセンサの構造を単純化させることによって、小型
化および軽量化を成就することができるようにした車両
用操向装置のトルクセンサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle, and more particularly to an electromagnetic induction type torque sensor, in which the number of detection rings and the number of detection coils are reduced to simplify the structure of the torque sensor. Accordingly, the present invention relates to a torque sensor for a vehicle steering device which can achieve a reduction in size and weight.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的に、自動車は、運転者が走行中ま
たは停止時に操向ハンドルを回転させることにより、路
面と接触している車輪が回転して操向される。しかしな
がら、車輪と路面との間には摩擦力が作動しているの
で、動力の伝達過程中の損失によって操向ハンドルの回
転角度ほどには車輪は回転しない。2. Description of the Related Art Generally, an automobile is steered by rotating a steering wheel while a driver is running or stopping, whereby wheels in contact with a road surface are rotated. However, since the frictional force acts between the wheel and the road surface, the wheel does not rotate as much as the rotation angle of the steering wheel due to the loss during the power transmission process.
【0003】従って、操向ハンドルと車輪との回転角度
の違いを測定して補償することが必要であるが、このよ
うな機能を有する装置がトルクセンサである。すなわ
ち、操向ハンドルと車輪との回転角度の偏差をトルクセ
ンサを通じて測定し、測定された偏差程度、別個の動力
手段によって車輪を回転させる。これにより、車両は、
運転者が進行させようとする方向に正確に操向される。Therefore, it is necessary to measure and compensate for the difference in rotation angle between the steering wheel and the wheel. A device having such a function is a torque sensor. That is, the deviation of the rotation angle between the steering wheel and the wheel is measured through the torque sensor, and the wheel is rotated by a separate power means to the extent of the measured deviation. This allows the vehicle to:
The driver is steered exactly in the direction he wants to proceed.
【0004】このような機能を有する従来の車両用操向
装置のトルクセンサには、図11および図12に示すよ
うに、一側端が操向ハンドル1と結合された入力軸2
と、一側端が車輪側と結合された出力軸3が具備され、
この入力軸2と出力軸3とを連結し、操向程度によりね
じれるトーションバー4が具備される。このとき、前記
トーションバー4の一端部は入力軸2の他端部と結合さ
れ、トーションバー4の他端部は出力軸3の他端部と結
合されている。As shown in FIGS. 11 and 12, a torque sensor of a conventional vehicle steering system having such a function includes an input shaft 2 having one end coupled to a steering handle 1.
And an output shaft 3 having one end coupled to the wheel side.
The input shaft 2 and the output shaft 3 are connected to each other, and a torsion bar 4 that is twisted according to the degree of steering is provided. At this time, one end of the torsion bar 4 is connected to the other end of the input shaft 2, and the other end of the torsion bar 4 is connected to the other end of the output shaft 3.
【0005】そして、前記入力軸2と出力軸3との間に
は、3個の検出リング5A〜5Cからなる検出リング部
5が設けられている。これら検出リング5A〜5Cは、
磁性体からなり、入力軸2と出力軸3との間に一定の間
隔で設置されている。このうち、第1検出リング5A
は、操向ハンドル1側の入力軸2の外周面に結合されて
おり、操向ハンドル1と同一の角度だけ回転する。第2
検出リング5Bは、トーションバー4の中心部の外周面
に結合されている。そして、第3検出リング5Cは、車
輪側に連結された出力軸3の他端部の外周面に結合され
て、車輪とほとんど同一の角度だけ回転する。[0005] Between the input shaft 2 and the output shaft 3, there is provided a detection ring portion 5 comprising three detection rings 5A to 5C. These detection rings 5A to 5C are
The input shaft 2 and the output shaft 3 are made of a magnetic material and are disposed at a constant interval. Among them, the first detection ring 5A
Is connected to the outer peripheral surface of the input shaft 2 on the steering handle 1 side, and rotates by the same angle as the steering handle 1. Second
The detection ring 5B is coupled to the outer peripheral surface at the center of the torsion bar 4. The third detection ring 5C is coupled to the outer peripheral surface of the other end of the output shaft 3 connected to the wheel, and rotates by almost the same angle as the wheel.
【0006】また、前記第1検出リング5Aの一面、す
なわち、前記第2検出リング5Bと対向する面には、凹
凸形状の歯部5Dが形成されている。同様に、第2検出
リング5Bおよび第3検出リング5Cにおける互いの対
向面にも、それぞれ歯部5E,歯部5Fが形成されてい
る。また、前記第1検出リング5Aと第2検出リング5
Bとの間の外側面と、第2検出リング5Bと第3検出リ
ング5Cとの間の外側面には、それぞれコイル6・7が
捲線されている。そして、これらコイル6・7は、信号
処理部8と接続される。On one surface of the first detection ring 5A, that is, on a surface facing the second detection ring 5B, a tooth portion 5D having an uneven shape is formed. Similarly, tooth portions 5E and 5F are formed on opposing surfaces of the second detection ring 5B and the third detection ring 5C, respectively. The first detection ring 5A and the second detection ring 5
The coils 6.7 are wound on the outer surface between the first detection ring B and the outer surface between the second detection ring 5B and the third detection ring 5C, respectively. These coils 6 and 7 are connected to a signal processing unit 8.
【0007】このように構成された従来の車両用操向装
置のトルクセンサの動作は次のようである。まず、運転
者が操向ハンドル1を回転させると、入力軸2,出力軸
3およびトーションバー4も回転する。このとき、操向
ハンドル1側と結合されたトーションバー4の一方の端
部が、車輪側と結合されたトーションバー4の他方の端
部より大きくねじれて、たくさん回転する。すなわち、
前記操向ハンドル1を回転させるとき、車輪と路面との
摩擦力によって、第1検出リング5A>第2検出リング
5B>第3検出リング5Cの順に回転角度が大きくな
る。[0007] The operation of the torque sensor of the conventional vehicle steering system having the above-described structure is as follows. First, when the driver rotates the steering handle 1, the input shaft 2, the output shaft 3 and the torsion bar 4 also rotate. At this time, one end of the torsion bar 4 connected to the steering handle 1 is twisted more than the other end of the torsion bar 4 connected to the wheel, and rotates a lot. That is,
When the steering handle 1 is rotated, the rotation angle increases in the order of the first detection ring 5A> the second detection ring 5B> the third detection ring 5C due to the frictional force between the wheels and the road surface.
【0008】従って、前記第1検出リング5Aの歯部5
Dと第2検出リング5Bとの対向面積はほとんど変わら
ないが、これに比べて、第2検出リング5Bの歯部5E
と第3検出リング5Cの歯部5Fとの対向面積は変化す
る。これにより、前記第2検出リング5Bと第3検出リ
ング5Cとの間の外側磁束が変化し、第2コイル7を貫
く磁束が変化する。Therefore, the teeth 5 of the first detection ring 5A
D and the facing area of the second detection ring 5B hardly change, but in comparison with this, the tooth portion 5E of the second detection ring 5B
The opposing area between the first detection ring 5C and the tooth portion 5F of the third detection ring 5C changes. Accordingly, the outer magnetic flux between the second detection ring 5B and the third detection ring 5C changes, and the magnetic flux passing through the second coil 7 changes.
【0009】すなわち、第1コイル6と第2コイル7と
のインダクタンス値は、同一に設定されている。そし
て、操向ハンドル1の回転によって、第1コイル6を貫
く磁束は不変であるが、第2コイル7を貫く磁束は変化
する。これにより、第1コイル6の誘導起電力に対する
第2コイル7の誘導起電力の値の変化を測定すれば、操
向ハンドル1と車輪との回転偏差を測定することができ
る。That is, the inductance values of the first coil 6 and the second coil 7 are set to be the same. The rotation of the steering handle 1 does not change the magnetic flux passing through the first coil 6, but changes the magnetic flux passing through the second coil 7. Thus, by measuring the change in the value of the induced electromotive force of the second coil 7 with respect to the induced electromotive force of the first coil 6, the rotational deviation between the steering wheel 1 and the wheels can be measured.
【0010】図13は、従来トルクセンサの信号処理部
8のブロック図である。この図に示すように、この信号
処理部8は、コイル部10の一側接点を通じて第1クラ
ンプ11と第3クランプ13とが発振器9に接続され、
このコイル部10の他側接点を通じて第2クランプ12
と第4クランプ14とが同様に発振器9に接続されてい
る構成である。FIG. 13 is a block diagram of the signal processing section 8 of the conventional torque sensor. As shown in this figure, the signal processing unit 8 has a first clamp 11 and a third clamp 13 connected to an oscillator 9 through one side contact of a coil unit 10,
The second clamp 12 is connected to the other contact of the coil unit 10.
And the fourth clamp 14 are similarly connected to the oscillator 9.
【0011】そして、前記各クランプ11〜14の出力
端には、第1乃至第4ピーク検出器15〜18がそれぞ
れ接続されている。そして、これら第1および第2ピー
ク検出器15・16の出力端には、これらの出力の差異
を検出する第1差動増幅器19が接続されている。同様
に、第3および第4ピーク検出器17・18の出力端に
は、これらの出力の差異を検出する第2差動増幅器20
が接続されている。また、前記第1差動増幅器19の出
力端からは、第1電流変換器21を通じてサブが出力さ
れるようなっている。また、第2差動増幅器20の出力
端からは、第2電流変換器22を通じてメインが出力さ
れるようになっている。The output terminals of the clamps 11 to 14 are connected to first to fourth peak detectors 15 to 18, respectively. A first differential amplifier 19 for detecting a difference between these outputs is connected to the output terminals of the first and second peak detectors 15 and 16. Similarly, the output terminals of the third and fourth peak detectors 17 and 18 have a second differential amplifier 20 for detecting a difference between these outputs.
Is connected. Further, a sub is output from the output terminal of the first differential amplifier 19 through the first current converter 21. Further, a main signal is output from the output terminal of the second differential amplifier 20 through the second current converter 22.
【0012】このように、従来の信号処理構成において
は、前記発振器9の出力がコイル部10を通じて各クラ
ンプ11〜14に入力されている。そして、第1および
第2クランプ11・12の出力信号から、第1差動増幅
器19を通じて第1および第2ピーク検出器15・16
のピーク値が検出される。また、第3および第4クラン
プ13・14の出力信号から、第2差動増幅器20を通
じて第3および第4ピーク検出器17・18のピーク値
が検出される。そして、それぞれのピーク値が、第1お
よび第2電流変換器21・22を通じて、サブおよびメ
インの出力として送出可能なようになっている。As described above, in the conventional signal processing configuration, the output of the oscillator 9 is input to each of the clamps 11 to 14 through the coil unit 10. Then, the first and second peak detectors 15 and 16 are output from the output signals of the first and second clamps 11 and 12 through the first differential amplifier 19.
Is detected. Also, the peak values of the third and fourth peak detectors 17 and 18 are detected from the output signals of the third and fourth clamps 13 and 14 through the second differential amplifier 20. The respective peak values can be transmitted as sub and main outputs through the first and second current converters 21 and 22.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のトルクセンサの機構的装置および回路構成において
は、トーションバー4のねじれのない状態において、周
辺温度変化によってコイル6・7に生じる誘導起電力を
補償しなければならない。そして、上記従来のトルクセ
ンサでは、この周辺温度変化の補償のための構成とし
て、歯部5Dが形成された第1検出リング5Aと第1コ
イル6とを使用するようになっていた。By the way, in the above-mentioned mechanical device and circuit configuration of the conventional torque sensor, when the torsion bar 4 is not twisted, the induced electromotive force generated in the coils 6 and 7 due to a change in ambient temperature. Must compensate. In the conventional torque sensor, as a configuration for compensating for the change in the surrounding temperature, the first detection ring 5A having the teeth 5D and the first coil 6 are used.
【0014】しかしながら、このような構成では、温度
補償のために多数の部品が必要となってしまう。従っ
て、このトルクセンサには、製造コストが高いと共にサ
イズが大きくなってしまうという問題があった。However, such a configuration requires many components for temperature compensation. Therefore, this torque sensor has a problem that the manufacturing cost is high and the size is large.
【0015】また、図13に示した信号処理部8が、Fa
il safety 処理のためサブとメインとの2ブロックに分
割して処理するので、多数の部品が必要になるばかりで
はなく、短電源処理のため信号をゼロレベル以上に引き
上げなければならないので、別途のクランプ11〜14
が必要になるという問題もあった。The signal processing unit 8 shown in FIG.
Because it is divided into two blocks, sub and main, for il safety processing, not only many parts are required, but also the signal must be raised to zero level or more for short power supply processing. Clamps 11-14
There was also a problem that it became necessary.
【0016】本発明はこのような従来の諸般の問題点を
解決するためのもので、本発明の第1目的は、検出リン
グを2個のみ設置し、トルク検出用コイルと温度補償用
コイルとを捲線して構造を単純化させた車両用操向装置
のトルクセンサを提供することにある。The present invention is intended to solve such conventional problems. A first object of the present invention is to provide only two detection rings, and provide a torque detection coil and a temperature compensation coil. To provide a torque sensor for a vehicle steering device in which the structure is simplified by winding.
【0017】本発明の第2目的は、検出リングを2個設
置するとともに、トルク検出用コイルのみ設置し、信号
処理手段に温度補償用ダイオードを使用して、周辺温度
に影響を受けないながらもトルクセンサの構造を単純化
させることができる車両用操向装置のトルクセンサを提
供することにある。A second object of the present invention is to install two detecting rings, install only a torque detecting coil, and use a temperature compensating diode for the signal processing means, so that the temperature detecting diode is not affected by the ambient temperature. It is an object of the present invention to provide a torque sensor for a vehicle steering device that can simplify the structure of the torque sensor.
【0018】本発明の第3目的は、検出リングを2個の
み設置し、トルク検出用コイルと温度補償用コイルとを
捲線し、歯部(歯車)の構造を改善して歯部の対向面積
の変化による誘導電圧の変化を測定して操向ハンドルと
車輪側の回転偏差を測定するようにすることによって、
トルクセンサの構造を単純化させることは勿論のこと、
検出リングの対向する歯部の構造を改善した車両用操向
装置のトルクセンサを提供することにある。A third object of the present invention is to install only two detecting rings, wind a torque detecting coil and a temperature compensating coil, improve the structure of the teeth (gear), and increase the facing area of the teeth. By measuring the change in the induced voltage due to the change in the steering wheel and the rotational deviation between the steering wheel and the wheel side,
Not only to simplify the structure of the torque sensor,
It is an object of the present invention to provide a torque sensor for a vehicle steering device in which the structure of a tooth portion of a detection ring facing the vehicle is improved.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】前記第1目的を達成する
ために、本発明の第1の車両用操向装置のトルクセンサ
は、車両の操向ハンドルと結合された入力軸と、車輪側
に結合された出力軸と、前記入力軸と出力軸を連結し操
向程度によりねじれるようになるトーションバーと、前
記入力軸と出力軸との間に設置される検出リングと、前
記検出リングの第1検出リングと第2検出リングとの間
の外側部に捲線されて磁気回路を形成するトルク検出用
コイルと、前記第1検出リングの外側部に捲線されて磁
気回路を形成する温度補償用コイルと、前記コイルに共
通に接続された信号処理手段とを備えていることを特徴
としている。In order to achieve the first object, a torque sensor of a first vehicle steering apparatus according to the present invention includes an input shaft connected to a steering handle of a vehicle, and a wheel side. An output shaft, a torsion bar connecting the input shaft and the output shaft and twisting according to a steering degree, a detection ring installed between the input shaft and the output shaft, A torque detection coil wound around an outer portion between the first detection ring and the second detection ring to form a magnetic circuit; and a temperature compensation coil wound around an outer portion of the first detection ring to form a magnetic circuit. It is characterized by comprising a coil and signal processing means commonly connected to the coil.
【0020】上記の構成によれば、車両用操向装置のト
ルクセンサには、検出リングが2個のみ設置され、トル
ク検出用コイルと温度補償用コイルとが捲線されてい
る。これにより、構造の単純化を成就することが可能と
なり、部品数の節減による原価の節減を図ることができ
る。さらに、上記の車両用操向装置のトルクセンサは、
周辺温度に影響を受けないものとなっている。According to the above configuration, the torque sensor of the vehicle steering system has only two detection rings, and the torque detection coil and the temperature compensation coil are wound. As a result, the structure can be simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of parts. Further, the torque sensor of the vehicle steering device described above includes:
It is not affected by the ambient temperature.
【0021】また、前記第2目的を達成するために、本
発明の第2の車両用操向装置のトルクセンサは、一端部
が車両の操向ハンドル側と連結された入力軸、この入力
軸と一定の間隔に離隔され一端部が車輪側と連結された
出力軸、一端部は入力軸の他端部と結合され、他端部は
出力軸の他端部と結合されて入・出力軸を連結させ操向
ハンドルの操向運動によりねじれるトーションバー、前
記入力軸の他端部に具備されて出力軸と対向する一面に
歯部が形成された第1検出リング、前記出力軸の他端部
に具備されて前記第1検出リングの一面と対向する面に
歯部が形成された第2検出リング、前記第1検出リング
と第2検出リングとの間の外側面に捲線されて磁気回路
を形成する検出コイル、前記検出コイルに誘起される電
圧を信号処理し、誘起電圧を温度補償手段を通じて補償
する信号処理手段を備えていることを特徴としている。In order to achieve the second object, a torque sensor for a second vehicle steering system according to the present invention includes an input shaft having one end connected to a steering handle of the vehicle, and the input shaft. The output shaft is separated at a fixed interval and one end is connected to the wheel side, one end is connected to the other end of the input shaft, and the other end is connected to the other end of the output shaft, , A torsion bar twisted by the steering motion of the steering handle, a first detection ring provided at the other end of the input shaft and having a tooth formed on one surface facing the output shaft, the other end of the output shaft A second detection ring provided on a portion and having a tooth portion formed on a surface facing one surface of the first detection ring; a magnetic circuit wound on an outer surface between the first detection ring and the second detection ring; Forming a detection coil, signal processing a voltage induced in the detection coil, It is characterized in that it comprises a signal processing means for compensating through temperature compensating means electromotive voltage.
【0022】上記の構成によれば、車両用操向装置のト
ルクセンサには、検出リングが2個設置されているとと
もに、トルク検出用コイルのみが設置されており、さら
に、温度補償手段が備えられている。これにより、周辺
温度に影響を受けないながらも構造が単純化された車両
用操向装置のトルクセンサとなっている。According to the above configuration, the torque sensor of the vehicle steering system has two detection rings, only a torque detection coil, and a temperature compensating means. Have been. Thus, the torque sensor of the vehicle steering device has a simplified structure without being affected by the ambient temperature.
【0023】また、前記第3目的を達成するために、本
発明の第3の車両用操向装置のトルクセンサは、前記入
力軸の他端部に具備されて出力軸と対向する一面に一定
の長さを有するそれぞれの短い突出部と長い突出部が交
互に構成される歯部が形成された第1検出リング、前記
出力軸の他端部に具備されて、前記歯部が形成された第
1検出リングの一面と対向する面に歯部が形成された第
2検出リング、前記第1検出リングの短い突出部と第2
検出リングの突出部との間の外側面に捲線されて磁気回
路を形成する第1検出コイル、前記第1検出リングの長
い突出部と第2検出リングの歯部との間の外側面に捲線
されて磁気回路を形成する第2検出コイル、前記第1検
出コイルと第2検出コイルに接続されてそれぞれの検出
コイルに誘起される電圧を信号処理する信号処理手段を
備えていることを特徴としている。In order to achieve the third object, a torque sensor for a vehicle steering system according to a third aspect of the present invention is provided at the other end of the input shaft and is fixed to one surface facing the output shaft. A first detection ring having teeth formed by alternately forming short projections and long projections each having a length, and the other end of the output shaft, wherein the teeth are formed. A second detection ring having teeth formed on a surface facing one surface of the first detection ring; a short protrusion of the first detection ring;
A first detection coil wound on an outer surface between the protrusions of the detection ring to form a magnetic circuit; a winding on an outer surface between the long protrusion of the first detection ring and the teeth of the second detection ring; And a signal processing means connected to the first detection coil and the second detection coil for signal processing of a voltage induced in each of the detection coils. I have.
【0024】上記の構成によれば、車両用操向装置のト
ルクセンサには、検出リングが2個のみ設置され、第1
および第2検出コイルが捲線されている。そして、検出
リングの対向する歯部の構造が改善されており、歯部の
対向面積の変化による誘導電圧の変化を測定することに
よって、操向ハンドルと車輪側との回転偏差を測定する
ようになっている。これにより、上記の車両用操向装置
のトルクセンサは、構造が単純化されており、かつ、周
辺温度に影響を受けないものとなっている。According to the above arrangement, only two detection rings are provided on the torque sensor of the vehicle steering system.
And the second detection coil is wound. Then, the structure of the teeth facing the detection ring has been improved, and by measuring the change in the induced voltage due to the change in the facing area of the teeth, the rotational deviation between the steering wheel and the wheel side is measured. Has become. Thus, the structure of the torque sensor of the vehicle steering device is simplified, and the torque sensor is not affected by the ambient temperature.
【0025】[0025]
〔実施の形態1〕本発明の第1の実施の形態について、
図面を参考にして詳細の説明すると以下のようである。
図1は、本実施の形態にかかる車両用操向装置のトルク
センサ(以下、本トルクセンサとする)と周辺の構成の
概略を示す説明図である。また、図2は、本トルクセン
サの要部である検出リング部34およびその周辺を拡大
して示した説明図である。[Embodiment 1] Regarding a first embodiment of the present invention,
The details will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a torque sensor (hereinafter, referred to as the present torque sensor) and peripheral components of a vehicle steering system according to the present embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing, in an enlarged manner, a detection ring portion 34, which is a main portion of the present torque sensor, and its periphery.
【0026】これらの図に示すように、本トルクセンサ
は、車両の操向ハンドル30に結合された入力軸31
と、車輪側に結合された出力軸32と、トーションバー
33と、検出リング部34と、トルク検出用コイル39
と、温度補償用コイル40と、信号処理部(信号処理手
段)41とを備えている。As shown in these figures, the present torque sensor includes an input shaft 31 connected to a steering wheel 30 of a vehicle.
, An output shaft 32 connected to the wheel side, a torsion bar 33, a detection ring portion 34, and a torque detection coil 39.
, A temperature compensating coil 40, and a signal processing unit (signal processing means) 41.
【0027】トーションバー33は、入力軸31と出力
軸32とを連結し、操向ハンドル30の操向程度により
ねじれるものである。検出リング部34は、多数の凹凸
形状の歯部37を有する第1検出リング35と、前記歯
部37と対向されるように凹凸形状の歯部38が形成さ
れている第2検出リング36とから構成されている。こ
れら第1検出リング35および第2検出リング36は、
それぞれ入力軸31および出力軸32の外側部に形成さ
れた磁性体であり、これら入力軸31および出力軸32
と一体に揺動されるものである。トルク検出用コイル3
9は、第1検出リング35と第2検出リング36との間
の外側部に捲線されて磁気回路を形成しているものであ
る。温度補償用コイル40は、第1検出リング35の外
側部に捲線されて磁気回路を形成しているものである。
これらコイル39・40は、信号処理部41に共通に接
続されている。The torsion bar 33 connects the input shaft 31 and the output shaft 32 and twists according to the degree of steering of the steering handle 30. The detection ring portion 34 includes a first detection ring 35 having a large number of uneven tooth portions 37, and a second detection ring 36 having an uneven tooth portion 38 formed so as to face the tooth portions 37. It is composed of These first detection ring 35 and second detection ring 36
The input shaft 31 and the output shaft 32 are magnetic materials formed outside the input shaft 31 and the output shaft 32, respectively.
It is rocked integrally with. Torque detection coil 3
Reference numeral 9 denotes a magnetic circuit which is wound around an outer portion between the first detection ring 35 and the second detection ring 36. The temperature compensation coil 40 is wound around the outside of the first detection ring 35 to form a magnetic circuit.
These coils 39 and 40 are commonly connected to a signal processing unit 41.
【0028】図3は、本トルクセンサにおける信号処理
部41の詳細な構成を示すブロック図である。この図に
示すように、この信号処理部41は、発振器42と、コ
イル部43と、ピーク検出器44・45と、差動増幅器
46と、V−I変換部47と、電圧オフセット部48と
から構成されている。FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the signal processing section 41 in the present torque sensor. As shown in this figure, the signal processing unit 41 includes an oscillator 42, a coil unit 43, peak detectors 44 and 45, a differential amplifier 46, a VI conversion unit 47, and a voltage offset unit 48. It is composed of
【0029】コイル部43は、図1におけるトルク検出
用コイル39および温度補償用コイル40を含んだブリ
ッジ回路である。発振器42は、3kHz,VP-P 4V
の定現波を発生させ、コイル39・40に、それぞれの
インダクタンスに比例した誘起電圧を発生させるもので
ある。これらピーク検出器44・45は、このコイル部
43を通じて発振器42に接続されており、オペアンプ
(OP−AMP),ダイオード(DIODE)および蓄
電器(CAPACITOR)から構成されている精密整
流回路を備えている。そして、ピーク検出器44・45
は各コイル39・40のピーク値を検出するようになっ
ている。この検出は、上記した精密整流回路を使用して
定現波出力を検出することで行われる。差動増幅器46
は、これらピーク検出器44・45の出力の差異を検出
し、この差異を所定のレベルに増幅させるものである。
V−I変換部47は、この差動増幅器46の出力電圧を
電流に変換して出力するものである。電圧オフセット部
48は、発振器42,差動増幅器46およびV−I変換
部47に共通に接続され、これらに一定のオフセット電
圧を与えるものである。The coil section 43 is a bridge circuit including the torque detecting coil 39 and the temperature compensating coil 40 in FIG. The oscillator 42 is 3 kHz, V PP 4 V
And generates an induced voltage in the coils 39 and 40 in proportion to their respective inductances. The peak detectors 44 and 45 are connected to the oscillator 42 through the coil unit 43 and include a precision rectifier circuit composed of an operational amplifier (OP-AMP), a diode (DIODE), and a capacitor (CAPACITOR). . And the peak detectors 44 and 45
Are designed to detect the peak values of the coils 39 and 40. This detection is performed by detecting the constant current wave output using the precision rectifier circuit described above. Differential amplifier 46
Detects the difference between the outputs of the peak detectors 44 and 45 and amplifies the difference to a predetermined level.
The VI converter 47 converts the output voltage of the differential amplifier 46 into a current and outputs the current. The voltage offset unit 48 is commonly connected to the oscillator 42, the differential amplifier 46, and the VI conversion unit 47, and applies a constant offset voltage thereto.
【0030】上記の構成を有する本トルクセンサの動作
について、以下に説明する。まず車両の走行中に、運転
者が方向を変えるために操向ハンドル30を操向する
と、入力軸31,トーションバー33および出力軸32
を通じて、車輪が操向されて車両の走行方向が変わる。
このとき、一定以上の操向力が作用すると、車輪と路面
との摩擦力によって、トーションバー33に連結された
出力軸32の回転角度が、操向ハンドル30と共に回転
する入力軸31の回転角度より減少し、トーションバー
33がねじれる。The operation of the torque sensor having the above configuration will be described below. First, when the driver turns the steering wheel 30 to change the direction while the vehicle is running, the input shaft 31, the torsion bar 33 and the output shaft 32 are turned.
, The wheels are steered to change the traveling direction of the vehicle.
At this time, when a steering force exceeding a certain level acts, the rotation angle of the output shaft 32 connected to the torsion bar 33 is changed by the frictional force between the wheels and the road surface, and the rotation angle of the input shaft 31 that rotates together with the steering handle 30. Further, the torsion bar 33 is twisted.
【0031】このとき、このねじれによって、第1検出
リング35の歯部37と第2検出リング36の歯部38
との対向面積が変化する。このため、第1検出リング3
5と第2検出リング36との外側面に具備されたトルク
検出用コイル39を貫く磁束が変化し、トルク検出用コ
イル39に生じる誘起電圧も同時に変化する。そして、
トルク検出用コイル39を貫く磁束の変化によって変化
した誘起電圧値は、信号処理部41に入力される。At this time, the torsion causes the tooth portions 37 of the first detection ring 35 and the tooth portions 38 of the second detection ring 36.
And the area of the surface opposite to changes. Therefore, the first detection ring 3
The magnetic flux passing through the torque detecting coil 39 provided on the outer surface of the fifth and second detecting rings 36 changes, and the induced voltage generated in the torque detecting coil 39 changes at the same time. And
The induced voltage value changed by the change of the magnetic flux passing through the torque detecting coil 39 is input to the signal processing unit 41.
【0032】信号処理部41においては、入力された信
号を根拠として、操向ハンドル30と車輪との操向偏差
を測定し、出力部を通じて動力部(共に図示せず)を可
動して、この偏差を補償する。The signal processing section 41 measures the steering deviation between the steering handle 30 and the wheels based on the input signal, and moves a power section (both not shown) through an output section. Compensate for deviations.
【0033】一方、周辺温度変化による測定誤差は、温
度補償用コイル40に入力された信号を回路的に除去す
ることによって補償される。すなわち、トルク検出用コ
イル39と温度補償用コイル40との温度は同一である
ので、周辺温度の変化によりコイル39・40に誘起さ
れる電圧は等しくなる。また、温度補償用コイル40に
は、操向ハンドル30と車輪との操向偏差による誘起電
圧は生じない。従って、トルク検出用コイル39に誘起
される電圧から、温度補償用コイル40に誘起される電
圧を差動増幅器46において差し引くことで、温度変化
による影響のない、操向偏差のみによる誘起電圧を得る
ことができる。On the other hand, a measurement error due to a change in the ambient temperature is compensated by removing the signal input to the temperature compensation coil 40 in a circuit. That is, since the temperature of the torque detecting coil 39 and the temperature of the temperature compensating coil 40 are the same, the voltages induced in the coils 39 and 40 due to changes in the ambient temperature become equal. Further, no induced voltage is generated in the temperature compensating coil 40 due to a steering deviation between the steering wheel 30 and the wheels. Therefore, by subtracting the voltage induced in the temperature compensation coil 40 in the differential amplifier 46 from the voltage induced in the torque detection coil 39, an induced voltage due to only the steering deviation, which is not affected by the temperature change, is obtained. be able to.
【0034】また、図3に示したように、電圧オフセッ
ト部48は、発振器42,コイル部43,ピーク検出器
44・45,差動増幅器46およびV−I変換部47に
オフセット電圧を与えている。これにより、Fail Safet
y 処理のために、信号を2つに分割して処理する必要が
ない。すなわち、コイル39・40に誘起された電圧
が、オフセット電圧を基準にして振動する(SWIN
G)ので、レベルシフトする過程が不必要になると共
に、AD変換する過程が一つの段階に減少される。従っ
て、ショート(0V)、オープン(2.5V)、ノーマ
ル(5V)時の状態を区分するための出力を発生でき、
この出力をFail Safety に応用することができる。な
お、これらの状態の区分は、感知回路およびECU(電
子制御装置)(共に図示せず)によって判断される。As shown in FIG. 3, the voltage offset unit 48 applies an offset voltage to the oscillator 42, the coil unit 43, the peak detectors 44 and 45, the differential amplifier 46, and the VI conversion unit 47. I have. This allows Fail Safet
There is no need to split the signal into two parts for processing. That is, the voltage induced in the coils 39 and 40 oscillates based on the offset voltage (SWIN
G), the process of level shifting becomes unnecessary, and the process of AD conversion is reduced to one stage. Therefore, it is possible to generate an output for distinguishing between a short (0 V), open (2.5 V), and normal (5 V) states.
This output can be applied to Fail Safety. The classification of these states is determined by a sensing circuit and an electronic control unit (ECU) (both not shown).
【0035】〔実施の形態2〕本発明の第2の実施の形
態について、図面を参考にして詳細に説明すると以下の
ようである。図4は、本実施の形態にかかる車両用操向
装置のトルクセンサ(以下、本トルクセンサとする)と
その周辺の構成とを示す説明図である。この図に示すよ
うに、本トルクセンサは、車両の操向ハンドル30に一
方の端部が結合された入力軸31と、車輪側に一方の端
部が結合された出力軸32と、トーションバー33と、
検出リング部34と、トルク検出用コイル39と、信号
処理部(信号処理手段)49とを備えている。Embodiment 2 The second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a torque sensor (hereinafter, referred to as the present torque sensor) of the vehicle steering system according to the present embodiment and a configuration around the torque sensor. As shown in this figure, the present torque sensor includes an input shaft 31 having one end coupled to a steering handle 30 of a vehicle, an output shaft 32 having one end coupled to a wheel side, and a torsion bar. 33,
It includes a detection ring section 34, a torque detection coil 39, and a signal processing section (signal processing means) 49.
【0036】トーションバー33の両端部は、入力軸3
1と出力軸32との他端部に連結されており、これら入
力軸31および出力軸32の端面が一定の間隔に離隔さ
れるように、これらを結合させている。検出リング部3
4は、多数の凹凸形状の歯部37を有する磁性体からな
る第1検出リング35と、前記歯部37と対面されるよ
うに凹凸形状の歯部38が形成されている磁性体からな
る第2検出リング36とから構成されている。この第1
検出リング35および第2検出リング36は、それぞれ
入力軸31および出力軸32の他端部の外周面に形成さ
れており、これら入力軸31および出力軸32と一体に
揺動する。Both ends of the torsion bar 33 are connected to the input shaft 3
1 and the other end of the output shaft 32, and are connected so that the end faces of the input shaft 31 and the output shaft 32 are separated at a predetermined interval. Detection ring 3
Reference numeral 4 denotes a first detection ring 35 made of a magnetic material having a large number of uneven teeth 37, and a first detection ring 35 made of a magnetic material having uneven teeth 38 facing the teeth 37. And two detection rings 36. This first
The detection ring 35 and the second detection ring 36 are formed on the outer peripheral surfaces of the other ends of the input shaft 31 and the output shaft 32, respectively, and swing together with the input shaft 31 and the output shaft 32.
【0037】トルク検出用コイル39は、歯部37が形
成された第1検出リング35と歯部38が形成された第
2検出リング36との間の外側部に捲線されて磁気回路
を形成しているものである。このコイル39は、信号処
理部49に電気的に接続されている。The torque detecting coil 39 is wound around an outer portion between the first detecting ring 35 having the teeth 37 and the second detecting ring 36 having the teeth 38 to form a magnetic circuit. Is what it is. The coil 39 is electrically connected to a signal processing unit 49.
【0038】図5は、本トルクセンサにおける信号処理
部49の回路構成を示すブロック図である。この図に示
すように、信号処理部49は、AC/DC変換部50,
第1増幅部51,温度補償部(温度補償手段)52,第
2増幅部53およびV−I変換部54を備えている。FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of the signal processing section 49 in the present torque sensor. As shown in this figure, the signal processing unit 49 includes an AC / DC conversion unit 50,
A first amplifying section 51, a temperature compensating section (temperature compensating means) 52, a second amplifying section 53, and a VI converting section 54 are provided.
【0039】AC/DC変換部50は、上記したトルク
検出用コイル39に接続されており、トルク検出用コイ
ル39を貫く磁束の変化によって誘起される電圧を、直
流電圧に変換して出力するものである。このAC/DC
変換部50から出力される直流電圧は、トルク検出用コ
イル39の温度によって変動する(例えば0.2mV/
℃程度)電圧である。第1増幅部51は、この電圧を所
定のレベル(例えば10倍)に増幅して出力するもので
ある。The AC / DC converter 50 is connected to the above-described torque detecting coil 39, and converts a voltage induced by a change in magnetic flux passing through the torque detecting coil 39 into a DC voltage and outputs the DC voltage. It is. This AC / DC
The DC voltage output from the converter 50 varies depending on the temperature of the torque detection coil 39 (for example, 0.2 mV /
℃) voltage. The first amplifying unit 51 amplifies this voltage to a predetermined level (for example, 10 times) and outputs it.
【0040】温度補償部52は、電源Vccと、各抵抗
Ra〜Rdと、ダイオードDとを備えている。そして、
ダイオードDから出力される電圧が、例えば−2mV/
℃となるように、電源Vccの電圧,各抵抗Ra〜Rd
の値およびダイオードDの抵抗対温度特性が選択されて
いる。そして、ダイオードDからの出力電圧により、上
記第1増幅部51から出力される電圧から温度変化によ
る成分を相衰させ、第2増幅部53に出力する。The temperature compensator 52 has a power supply Vcc, resistors Ra to Rd, and a diode D. And
The voltage output from the diode D is, for example, −2 mV /
° C, the voltage of the power supply Vcc and the resistances Ra to Rd
And the resistance versus temperature characteristics of the diode D are selected. The output voltage from the diode D attenuates the component due to the temperature change from the voltage output from the first amplifying unit 51 and outputs the component to the second amplifying unit 53.
【0041】第2増幅部53は、前記温度補償部52か
ら出力された電圧を所定のレベルに増幅し、電圧信号と
して出力するものである。V−I変換部54は、この第
2増幅部53から出力された電圧信号を電流信号に変換
し、図示しない動力部に出力するものである。また、信
号処理部49には、実施の形態1に示したトルクセンサ
における発振器42と同様の、図示しない発振器が備え
られており、トルク検出用コイル39に、例えば3kH
z,Vp-p 4Vの定現波を発振している。The second amplifying section 53 amplifies the voltage output from the temperature compensating section 52 to a predetermined level and outputs the amplified voltage as a voltage signal. The VI converter 54 converts the voltage signal output from the second amplifier 53 into a current signal and outputs the current signal to a power unit (not shown). The signal processing unit 49 includes an oscillator (not shown) similar to the oscillator 42 in the torque sensor described in the first embodiment.
z, it is oscillating a constant current wave of V pp 4V.
【0042】以下に、本トルクセンサにおける動作につ
いて説明する。本トルクセンサにおいては、車両の走行
中に運転者が方向を変えるために操向ハンドル30を操
向させると、入力軸31とトーションバー33および出
力軸32を通じて車輪が操向されて走行方向が変えられ
る。このとき、一定以上の操向力が作用されると、車輪
と路面との摩擦力によって、トーションバー33に連結
された出力軸32の回転角度が操向ハンドル30と共に
回転する入力軸31の回転角度より減少し、トーション
バー33がねじれる。このため、第1検出リング35の
歯部37と第2検出リング36の歯部38との対向面積
が変化するので、第1検出リング35と第2検出リング
36との外側面に具備されたトルク検出用コイル39を
貫く磁束が変化し、トルク検出用コイル39に誘起され
る電圧も同時に変化する。The operation of the present torque sensor will be described below. In the present torque sensor, when the driver turns the steering wheel 30 to change the direction while the vehicle is running, the wheels are steered through the input shaft 31, the torsion bar 33, and the output shaft 32, and the running direction is changed. be changed. At this time, when a steering force exceeding a certain level is applied, the rotation angle of the output shaft 32 connected to the torsion bar 33 is rotated by the frictional force between the wheels and the road surface. The angle decreases from the angle, and the torsion bar 33 is twisted. For this reason, the facing area of the tooth portion 37 of the first detection ring 35 and the tooth portion 38 of the second detection ring 36 changes, so that the teeth are provided on the outer surfaces of the first detection ring 35 and the second detection ring 36. The magnetic flux passing through the torque detecting coil 39 changes, and the voltage induced in the torque detecting coil 39 also changes at the same time.
【0043】そして、トルク検出用コイル39を貫く磁
束の変化によって変化した誘起電圧の信号は、信号処理
部49に入力される。信号処理部49においては、AC
/DC変換部50は、入力された誘起電圧の信号を直流
電圧信号に変換し、第1増幅部51に出力する。このA
C/DC変換部50から出力される直流電圧は、温度に
よって変動する(例えば0.2mV/℃)電圧である。
第1増幅部51は、この電圧を所定のレベル(例えば1
0倍)に増幅して出力する。そして、第1増幅部51か
ら出力された電圧は、温度補償部52に入力される。The signal of the induced voltage changed by the change of the magnetic flux passing through the torque detecting coil 39 is input to the signal processing unit 49. In the signal processing unit 49, AC
The / DC converter 50 converts the input induced voltage signal into a DC voltage signal and outputs the DC voltage signal to the first amplifier 51. This A
The DC voltage output from the C / DC converter 50 is a voltage that varies with temperature (for example, 0.2 mV / ° C.).
The first amplifier 51 converts this voltage to a predetermined level (for example, 1
0 times) and output. Then, the voltage output from the first amplifier 51 is input to the temperature compensator 52.
【0044】ここで、周辺温度と第1増幅部51からの
出力電圧との関係を、図6(a)に示す。この図に示す
ように、第1増幅部51から出力される電圧は、温度と
共に上昇する。また、図6(b)は、温度補償部52か
らの出力電圧の温度との関係を示すグラフである。温度
補償部52におけるダイオードDの抵抗は温度によって
変化するので、ダイオードDからの出力電圧は、このグ
ラフに示すように温度に依存する。FIG. 6A shows the relationship between the ambient temperature and the output voltage from the first amplifier 51. As shown in this figure, the voltage output from the first amplifier 51 increases with temperature. FIG. 6B is a graph showing the relationship between the output voltage from the temperature compensator 52 and the temperature. Since the resistance of the diode D in the temperature compensator 52 changes depending on the temperature, the output voltage from the diode D depends on the temperature as shown in this graph.
【0045】従って、第1増幅部51から温度補償部5
2に入力された電圧は、ダイオードDからの出力電圧に
よって、温度変化分を相殺(相衰)される。従って、ト
ーションバー33がねじれていない場合、第2増幅部5
3に入力される電圧は、図6(c)に示すように一定に
なる。従って、第2増幅部53に入力される電圧は、周
辺温度の変化の影響が除去された電圧、すなわち、トー
ションバー33のねじれによってトルク検出用コイル3
9に誘起された成分のみの電圧(純粋出力電圧)とな
る。Accordingly, the first amplifying section 51 to the temperature compensating section 5
The voltage input to 2 cancels (decays) the temperature change by the output voltage from the diode D. Therefore, when the torsion bar 33 is not twisted, the second amplifying unit 5
The voltage input to 3 becomes constant as shown in FIG. Therefore, the voltage input to the second amplification unit 53 is a voltage from which the influence of the change in the ambient temperature has been removed, that is, the torque detection coil 3
9 is a voltage of only the component induced (pure output voltage).
【0046】すなわち、前記トルク検出用コイル39の
誘起電圧と温度との関係が0.2mV/℃であれば、第
1増幅部51で例えば10倍に増幅されたこの誘起電圧
と温度との関係は2mV/℃となる。そこで、前記温度
補償部52におけるダイオードDからの出力電圧と温度
との関係が−2mV/℃となるように、電源Vcc,各
抵抗Ra〜RdおよびダイオードDの抵抗対温度特性を
選択し、温度補償部52を構成すれば、周辺温度によっ
て変化したトルク検出用コイル39の出力電圧を補償す
ることができる。That is, if the relationship between the induced voltage of the torque detecting coil 39 and the temperature is 0.2 mV / ° C., the relationship between the induced voltage and the temperature amplified by, for example, 10 times in the first amplifying unit 51. Is 2 mV / ° C. Therefore, the power supply Vcc, the resistors Ra to Rd, and the resistance versus temperature characteristics of the diode D are selected so that the relationship between the output voltage from the diode D and the temperature in the temperature compensating unit 52 becomes −2 mV / ° C. By configuring the compensator 52, it is possible to compensate for the output voltage of the torque detection coil 39 that has changed due to the ambient temperature.
【0047】以後、前記第2増幅部53で増幅され、出
力された純粋電圧の信号は、V−I変換部54によって
電流信号に変換され、出力される。そして、この電流信
号を利用して、図示しない測定部が操向ハンドル30と
車輪との回転角度の操向偏差を測定し、この測定結果に
基づいて、駆動部および動力部(共に図示せず)が車輪
を操向させる。これにより、上記の回転偏差を補償する
ことができるので、運転者は、車両を安全に操向するこ
とができる。Thereafter, the pure voltage signal amplified and output by the second amplifier 53 is converted to a current signal by the VI converter 54 and output. Using this current signal, a measuring unit (not shown) measures the steering deviation of the rotation angle between the steering wheel 30 and the wheel, and based on the measurement result, a driving unit and a power unit (both not shown). ) Steers the wheels. As a result, the above-described rotational deviation can be compensated, so that the driver can steer the vehicle safely.
【0048】以上のように、本トルクセンサは、温度補
償部52を備えているので、検出ココイルとしてトルク
検出用コイル39をひとつ備えているだけであっても、
操向ハンドル30と車輪との操向偏差の補償と、周辺温
度変化による測定誤差の補償とを行うことが可能となっ
ている。As described above, since the present torque sensor is provided with the temperature compensating section 52, even if only one torque detecting coil 39 is provided as the detecting coil,
It is possible to compensate for a steering deviation between the steering wheel 30 and the wheel and to compensate for a measurement error due to a change in ambient temperature.
【0049】なお、本トルクセンサは、トーションバー
を介在して連結された入力軸および出力軸と、前記入力
軸の他端部に具備されて前記出力軸と対向する一面に歯
部が形成された第1検出リングと、前記出力軸の他端部
に具備されて前記第1検出リングの一面と対向する面に
歯部が形成された第2検出リングと、前記第1,第2検
出リングとの間の外側面に捲線され、前記第1、第2検
出リングと電磁結合されて磁気回路を形成する検出コイ
ルと、前記検出コイルに電気的に連結されて前記検出コ
イルに誘起される電圧を信号処理して温度補償してやる
信号処理手段とから構成され、前記信号処理手段が、検
出コイルに接続されてインダクタンス変化に因って誘起
される電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換部と、
前記AC/DC変換部から変換された直流電圧に包含さ
れた温度による電圧を所定のレベルに増幅する第1増幅
部と、前記第1増幅部から増幅された検出コイルの出力
電圧に包含された温度上昇による電圧を相衰させる温度
補償手段と、前記温度補償手段から出力される検出コイ
ルに誘起された純粋出力電圧のみを所定のレベルに増幅
する第2増幅部と、前記第2増幅部から出力された電圧
を電流に変換するV−I変換部とから構成されていても
よい。The present torque sensor has an input shaft and an output shaft connected via a torsion bar, and a tooth portion formed on the other surface of the input shaft facing the output shaft. A first detection ring, a second detection ring provided at the other end of the output shaft and having a tooth formed on a surface facing one surface of the first detection ring, and the first and second detection rings. A detection coil that is wound on an outer surface between the first and second detection rings and electromagnetically coupled to the first and second detection rings to form a magnetic circuit; and a voltage that is electrically connected to the detection coil and is induced in the detection coil. And an AC / DC converter connected to a detection coil and converting a voltage induced by a change in inductance into a DC voltage. ,
A first amplifier for amplifying a voltage based on temperature included in the DC voltage converted from the AC / DC converter to a predetermined level; and an output voltage of a detection coil amplified from the first amplifier. A temperature compensating unit that attenuates a voltage due to a temperature rise, a second amplifying unit that amplifies only a pure output voltage induced in the detection coil output from the temperature compensating unit to a predetermined level, and a second amplifying unit. And a VI converter for converting the output voltage into a current.
【0050】〔実施の形態3〕本発明の第3の実施の形
態について、図面を参考にして詳細に説明すると以下よ
うである。図7は本実施の形態にかかる車両用操向装置
のトルクセンサ(以下、本トルクセンサとする)および
その周辺の構成を示す説明図である。この図に示すよう
に、本トルクセンサは、車両の操向ハンドル30に一方
の端部が結合された入力軸31と、車輪側に一方の端部
が結合された出力軸32と、トーションバー33と、検
出リング部74と、第1検出コイル80と、第2検出コ
イル79と、信号処理部(信号処理手段)55とを備え
ている。Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration of a torque sensor (hereinafter, referred to as the present torque sensor) of the vehicle steering device according to the present embodiment and its surroundings. As shown in this figure, the present torque sensor includes an input shaft 31 having one end coupled to a steering handle 30 of a vehicle, an output shaft 32 having one end coupled to a wheel side, and a torsion bar. 33, a detection ring section 74, a first detection coil 80, a second detection coil 79, and a signal processing section (signal processing means) 55.
【0051】トーションバー33の両端部は、入力軸3
1と出力軸32との他端部に連結されており、これら入
力軸31・出力軸32との他端部の端面が一定の間隔に
離隔されるように、これらを結合させている。Both ends of the torsion bar 33 are connected to the input shaft 3
1 and the other end of the output shaft 32, and are connected so that the end faces of the other end of the input shaft 31 and the output shaft 32 are separated at a predetermined interval.
【0052】検出リング部74は、入力軸31と出力軸
32との間に具備されており、ともに磁性体からなる第
1検出リング75と第2検出リング76とから構成され
ている。この第1検出リング75および第2検出リング
76は、それぞれ入力軸31および出力軸32の他端部
の外周面に形成されており、これら入力軸31および出
力軸32と一体に揺動する。The detection ring portion 74 is provided between the input shaft 31 and the output shaft 32, and includes a first detection ring 75 and a second detection ring 76 both made of a magnetic material. The first detection ring 75 and the second detection ring 76 are formed on the outer peripheral surfaces of the other ends of the input shaft 31 and the output shaft 32, respectively, and swing together with the input shaft 31 and the output shaft 32.
【0053】また、第1検出リング75には、出力軸3
2と対向する面に、一定の長さを有する多数の短い突出
部77と長い突出部77Aとが交互に形成されてなる歯
部が設けられている。また、同様に、第2検出リング7
6にも、第1検出リング75の短い突出部77と対応す
るように、長い突出部78Aが形成されている。さら
に、第2検出リング76には、長い突出部78Aの下端
部の両側面に、切開部76Aが形成されている。この切
開部76Aは、検出部位と温度補償側との温度による傾
向性(傾き)を等しくするために設けられている。ここ
で、検出部位とは、第1検出リング75における短い突
出部77と第2検出リング76における長い突出部78
Aとが対向している部分である。また、温度補償側と
は、第1検出リング75における長い突出部77Aと、
第2検出リング76における長い突出部78Aでない部
分とが対向している部分である。切開部76Aは、第2
検出コイル79が覆う第1・第2検出リング75・76
の面積が等しくなるように設けられている。The first detection ring 75 has an output shaft 3
On the surface facing 2, a tooth portion is provided in which a number of short protrusions 77 having a fixed length and long protrusions 77 </ b> A are alternately formed. Similarly, the second detection ring 7
6, a long protrusion 78A is formed so as to correspond to the short protrusion 77 of the first detection ring 75. Further, in the second detection ring 76, cutouts 76A are formed on both side surfaces of the lower end of the long protrusion 78A. The cutout 76A is provided to equalize the tendency (slope) of the detection site and the temperature compensation side due to temperature. Here, the detection site is a short protrusion 77 on the first detection ring 75 and a long protrusion 78 on the second detection ring 76.
A is a part facing. In addition, the temperature compensation side refers to a long protruding portion 77A of the first detection ring 75,
The portion of the second detection ring 76 that is not the long protruding portion 78A is a portion facing the second detection ring 76. The incision 76A is
First and second detection rings 75 and 76 covered by detection coil 79
Are provided so as to have the same area.
【0054】第1検出コイル80は、第1検出リング7
5の短い突出部77と第2検出リング76の長い突出部
78Aとの間の外側部に捲線された磁気回路である。ま
た、第2検出コイル79は、第1検出リング75の長い
突出部77Aと第2検出リング76の長い突出部78A
でない部分との間の外側部に捲線された磁気回路であ
る。これら検出コイル79・80は、それぞれ信号処理
部55に電気的に接続されている。The first detection coil 80 is connected to the first detection ring 7
5 is a magnetic circuit wound around the outer side between the short protrusion 77 of the fifth and the long protrusion 78A of the second detection ring 76. The second detection coil 79 includes a long protrusion 77A of the first detection ring 75 and a long protrusion 78A of the second detection ring 76.
The magnetic circuit is wound on the outer part between the other parts. These detection coils 79 and 80 are electrically connected to the signal processing unit 55, respectively.
【0055】図8は信号処理部55の回路構成を示すブ
ロック図である。この図に示すように、信号処理部55
は、発振部60,位相遅延部61,コイル部62,差動
増幅器64およびV−I変換部65を備えている。FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of the signal processing unit 55. As shown in FIG.
Includes an oscillation unit 60, a phase delay unit 61, a coil unit 62, a differential amplifier 64, and a VI conversion unit 65.
【0056】コイル部62は、第1抵抗R1,第2抵抗
R2,および上記の第1検出コイル80と第2検出コイ
ル79とから構成されている。発振部60は、オフセッ
ト電圧3.5Vで、3kHz,Vp-p 4Vの定現波を発
振するものである。位相遅延部61は、第1抵抗R1と
第1検出コイル80との接点に接続され、発振部60の
出力の位相を所定の時間だけ遅延させるものである。差
動増幅器64は、第1抵抗R1と第2抵抗R2との接点
と、第1検出コイル80と第2検出コイル79との接点
とに接続されている。The coil section 62 includes a first resistor R1, a second resistor R2, and the above-described first detection coil 80 and second detection coil 79. Oscillator section 60, the offset voltage 3.5 V, is intended to oscillate 3 kHz, a constant current wave of V pp 4V. The phase delay section 61 is connected to a contact point between the first resistor R1 and the first detection coil 80, and delays the phase of the output of the oscillation section 60 by a predetermined time. The differential amplifier 64 is connected to a contact point between the first resistor R1 and the second resistor R2 and a contact point between the first detection coil 80 and the second detection coil 79.
【0057】この差動増幅器64は、これら両接点から
の出力の差異を検出することによって、第1検出コイル
80と第2検出コイル79とに誘起される電圧の差異を
検出し、この差異を所定のレベルに増幅して出力するも
のである。V−I変換部65は、上記差動増幅器64が
出力する電圧信号を電流信号に変換して出力し、図示し
ない動力部を駆動させて車輪を操向させ、車両を安全に
操向させるものである。The differential amplifier 64 detects a difference between the voltages output from these two contacts, thereby detecting a difference between the voltages induced in the first detection coil 80 and the second detection coil 79, and detects the difference. The signal is amplified to a predetermined level and output. The VI conversion unit 65 converts the voltage signal output from the differential amplifier 64 into a current signal and outputs the current signal, drives a power unit (not shown) to steer the wheels, and safely steers the vehicle. It is.
【0058】以下に、本トルクセンサの動作について説
明する。本トルクセンサにおいては、車両の走行中に運
転者が方向を変えるために操向ハンドル30を操向させ
ると、入力軸31とトーションバー33および出力軸3
2を通じて車輪が操向されて走行方向が変えられる。こ
のとき、一定以上の操向力が作用されると、車輪と路面
との摩擦力によって、トーションバー33に連結された
出力軸32の回転角度が操向ハンドル30と共に回転す
る入力軸31の回転角度より減少し、トーションバー3
3がねじれる。The operation of the present torque sensor will be described below. In the present torque sensor, when the driver turns the steering wheel 30 to change the direction while the vehicle is running, the input shaft 31, the torsion bar 33, and the output shaft 3
The wheels are steered through 2 to change the running direction. At this time, when a steering force exceeding a certain level is applied, the rotation angle of the output shaft 32 connected to the torsion bar 33 is rotated by the frictional force between the wheels and the road surface. Decrease from angle, torsion bar 3
3 twists.
【0059】このとき、第1検出リング75の長い突出
部77Aと第2検出リング76の長い突出部78Aでな
い部分との対向面積はほどんど変わらないので、これら
の外側面に具備された第2検出コイル79の誘起電圧は
変わらない。At this time, the facing area between the long protruding portion 77A of the first detecting ring 75 and the portion other than the long protruding portion 78A of the second detecting ring 76 does not substantially change, so that the second protruding portions provided on their outer surfaces are not changed. The induced voltage of the detection coil 79 does not change.
【0060】一方、トーションバー33のねじれによっ
て、第1検出リング75の短い突出部77と第2検出リ
ング76の長い突出部78Aとの対向面積は変化するの
で、第1検出コイル80に誘起される電圧は変化する。On the other hand, the torsion of the torsion bar 33 changes the facing area between the short projection 77 of the first detection ring 75 and the long projection 78 A of the second detection ring 76, and is induced by the first detection coil 80. Voltage changes.
【0061】従って、前記操向ハンドル30の回転によ
って第2検出コイル79を貫く磁束は変化せず、第1検
出コイル80を貫く磁束のみ変わるようになる。従っ
て、信号処理部55において、第2検出コイル79に誘
起される電圧に対する第1検出コイル80に誘起される
電圧の変化を測定すれば、操向ハンドル30と車輪との
回転偏差を測定することができる。Therefore, the magnetic flux passing through the second detection coil 79 does not change due to the rotation of the steering handle 30, and only the magnetic flux passing through the first detection coil 80 changes. Therefore, if the change in the voltage induced in the first detection coil 80 with respect to the voltage induced in the second detection coil 79 is measured in the signal processing unit 55, the rotational deviation between the steering wheel 30 and the wheel can be measured. Can be.
【0062】このとき、前記第2検出リング76の長い
突出部78Aの両側に形成された切開部76Aによっ
て、検出部位と温度補償側との温度による傾向性(傾
き)が同様になる。At this time, due to the cutouts 76A formed on both sides of the long protruding portion 78A of the second detection ring 76, the temperature-dependent tendency (inclination) between the detection site and the temperature compensation side becomes similar.
【0063】図9(a)〜(d)は、トーションバー3
3がねじれていないとき、発振部60,位相遅延部6
1,差動増幅器64およびV−I変換部65の各部材か
ら発生する信号を示すグラフである。また、図10
(a)〜(d)は、トーションバー33がねじれたとき
の上記各部材から発生する信号を示すグラフである。FIGS. 9A to 9D show the torsion bar 3.
When 3 is not twisted, the oscillation section 60 and the phase delay section 6
1 is a graph showing signals generated from members of a differential amplifier 64 and a VI conversion unit 65. FIG.
(A)-(d) is a graph which shows the signal which generate | occur | produces from each said member when the torsion bar 33 is twisted.
【0064】初期には、図9(a)に示すような発振部
60の出力は、位相遅延部61によって所定の時間遅延
され、図9(b)に示すような信号となって第1検出コ
イル80に入力される。一方、第2検出コイル79に
は、この発振部60の出力は直接入力される。従って、
トーションバー33がねじれていない場合には、第1検
出コイル80の出力値と第2検出コイル79との出力値
が相殺(相衰)され、差動増幅器64およびV−I変換
部65からの出力は図9(c)および図9(d)に示す
ようになる。Initially, the output of the oscillating unit 60 as shown in FIG. 9A is delayed for a predetermined time by the phase delay unit 61, and becomes a signal as shown in FIG. It is input to the coil 80. On the other hand, the output of the oscillation section 60 is directly input to the second detection coil 79. Therefore,
When the torsion bar 33 is not twisted, the output value of the first detection coil 80 and the output value of the second detection coil 79 are canceled out (phase decay), and the output from the differential amplifier 64 and the VI conversion unit 65 are output. The output is as shown in FIGS. 9C and 9D.
【0065】一方、トーションバー33がねじれた場合
には、上述のように、第2検出コイル79を貫く磁束は
変化せず、第1検出コイル80を貫く磁束のみ変化す
る。このため、差動増幅器64に入力される第1検出コ
イル80の出力は、この磁束の変化のために、第2検出
コイル79の出力と異なる値となる。従って、差動増幅
器64からの出力は図10(c)に示すようになり、ト
ーションバー33のねじれに応じて生じた検出コイル8
0・79の出力差が、所定増幅されて電圧信号としてV
−I変換部65に出力される。V−I変換部65は、こ
の電圧信号を電流信号に変換して、図10(d)に示す
ような信号を出力する。On the other hand, when the torsion bar 33 is twisted, as described above, the magnetic flux passing through the second detection coil 79 does not change, and only the magnetic flux passing through the first detection coil 80 changes. Therefore, the output of the first detection coil 80 input to the differential amplifier 64 has a different value from the output of the second detection coil 79 due to the change in the magnetic flux. Therefore, the output from the differential amplifier 64 is as shown in FIG. 10C, and the detection coil 8 generated in response to the torsion of the torsion bar 33
The output difference of 0.79 is amplified in a predetermined manner,
It is output to the -I conversion unit 65. The VI converter 65 converts this voltage signal into a current signal and outputs a signal as shown in FIG.
【0066】そして、この電流信号を利用して、図示し
ない測定部が操向ハンドル30と車輪との回転角度の操
向偏差を測定し、この測定結果に基づいて、駆動部を通
じて動力部(共に図示せず)が可動されて車輪が操向さ
れ、操向ハンドル30と車輪との回転偏差が補償され
る。これにより、運転者は、車両を安全に操向すること
ができる。Using this current signal, a measuring unit (not shown) measures the steering deviation of the rotation angle between the steering handle 30 and the wheel, and based on the measurement result, the power unit (both are used) through the driving unit. (Not shown) is moved to steer the wheels, and the rotational deviation between the steering wheel 30 and the wheels is compensated. Thereby, the driver can steer the vehicle safely.
【0067】なお、トーションバー33がねじれた場合
に、第2検出コイル79のインダクタンスを変化させ、
この第2検出コイル79に誘起される電圧が変化するよ
うにしてもよい。When the torsion bar 33 is twisted, the inductance of the second detection coil 79 is changed,
The voltage induced in the second detection coil 79 may be changed.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上のように、本発明の車両用操向装置
のトルクセンサは、従来では3個必要であった検出リン
グを2個のみ使用して、車両用操向装置のトルクセンサ
の機能を遂行することができるようになっている。さら
に、本発明の車両用操向装置のトルクセンサは、周辺温
度に影響を受けないものとなっている。これにより、部
品数の節減による原価の節減を得ることができ、第1検
出リングと第2検出リングとの間の一定の間隔を一度に
設定することができるので、構造の単純化を成就するこ
とができる。As described above, the torque sensor for a vehicle steering system according to the present invention uses only two detection rings, which were conventionally required three, and can be used as a torque sensor for a vehicle steering system. Functions can be performed. Further, the torque sensor of the vehicle steering system according to the present invention is not affected by the ambient temperature. As a result, the cost can be saved by reducing the number of parts, and the fixed interval between the first detection ring and the second detection ring can be set at one time, so that the structure can be simplified. be able to.
【0069】また、本発明の車両用操向装置のトルクセ
ンサにおいては、オフセットを発振器、増幅器、電流変
換器に追加している。従って、別途のクランプ過程が必
要ない。さらに、ショート、オープン、ノーマル等のセ
ンサ状態を監視するための信号を得ることができる。In the torque sensor for a vehicle steering system according to the present invention, an offset is added to an oscillator, an amplifier, and a current converter. Therefore, no separate clamping process is required. Further, it is possible to obtain a signal for monitoring a sensor state such as a short circuit, an open circuit, and a normal circuit.
【0070】そして、ダイオードの電圧特性を利用して
周辺の温度変化による測定誤差を補償することによっ
て、周辺温度が変化しても正確な操向偏差を測定して温
度補償を行うことができる。By compensating for a measurement error due to a change in ambient temperature using the voltage characteristics of the diode, accurate steering deviation can be measured and temperature compensation can be performed even when the ambient temperature changes.
【図1】本発明の実施の形態1にかかる車両用操向装置
のトルクセンサおよびその周辺の構成を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a torque sensor of a vehicle steering system according to a first embodiment of the present invention and a configuration around the torque sensor;
【図2】図1に示した車両用操向装置のトルクセンサの
要部である検出リング部およびその周辺を拡大して示し
た説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged view of a detection ring portion, which is a main portion of the torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG.
【図3】図1に示した車両用操向装置のトルクセンサに
おける信号処理部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a signal processing unit in the torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG.
【図4】本発明の実施の形態2にかかる車両用操向装置
のトルクセンサおよびその周辺の構成を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a torque sensor of a vehicle steering system according to a second embodiment of the present invention and a configuration around the torque sensor;
【図5】図4に示した車両用操向装置のトルクセンサに
おける信号処理部の回路構成を示すブロック図である。5 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a signal processing unit in the torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG.
【図6】図6(a)は、図4に示した車両用操向装置の
トルクセンサにおける第1増幅部からの出力電圧と周辺
温度との関係を示すグラフであり、図6(b)は、図4
に示した車両用操向装置のトルクセンサにおける温度補
償部からの出力電圧の周辺温度との関係を示すグラフで
あり、図6(c)は、トーションバーのねじれがない場
合の、図4に示した車両用操向装置のトルクセンサにお
ける第2増幅部に入力される電圧と周辺温度とを示すグ
ラフである。6 (a) is a graph showing a relationship between an output voltage from a first amplifier and an ambient temperature in a torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG. 4, and FIG. 6 (b). Figure 4
FIG. 6C is a graph showing the relationship between the output voltage from the temperature compensator and the ambient temperature in the torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG. 4 is a graph showing a voltage input to a second amplifier and a surrounding temperature in a torque sensor of the vehicle steering device shown in FIG.
【図7】本発明の実施の形態3にかかる車両用操向装置
のトルクセンサおよびその周辺の構成を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a torque sensor of a vehicle steering system according to a third embodiment of the present invention and a configuration around the torque sensor;
【図8】図7に示した車両用操向装置のトルクセンサに
おける信号処理部の回路構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a signal processing unit in the torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG. 7;
【図9】図9(a)は、トーションバーがねじれていな
い場合に、図7に示した信号処理部における発振部が出
力する信号波形を示すグラフであり、図9(b)は、同
じく位相遅延部が出力する信号波形を示すグラフであ
り、図9(c)は、同じく差動増幅器が出力する信号波
形を示すグラフであり、図9(d)は、同じくV−I変
換部が出力する信号波形を示すグラフである。FIG. 9A is a graph showing a signal waveform output by an oscillation unit in the signal processing unit shown in FIG. 7 when the torsion bar is not twisted, and FIG. 9C is a graph illustrating a signal waveform output from the phase delay unit, FIG. 9C is a graph illustrating a signal waveform output from the differential amplifier, and FIG. 9D is a graph illustrating the VI conversion unit. 4 is a graph showing a signal waveform to be output.
【図10】図10(a)は、トーションバーがねじれて
いる場合に、図7に示した信号処理部における発振部が
出力する信号波形を示すグラフであり、図10(b)
は、同じく位相遅延部が出力する信号波形を示すグラフ
であり、図10(c)は、同じく差動増幅器が出力する
信号波形を示すグラフであり、図10(d)は、同じく
V−I変換部が出力する信号波形を示すグラフである。10A is a graph showing a signal waveform output from an oscillation unit in the signal processing unit shown in FIG. 7 when the torsion bar is twisted, and FIG.
FIG. 10C is a graph showing a signal waveform output from the phase delay unit, FIG. 10C is a graph showing a signal waveform output from the differential amplifier, and FIG. 5 is a graph illustrating a signal waveform output by a conversion unit.
【図11】従来の車両用操向装置のトルクセンサおよび
その周辺の構成を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional torque sensor of a vehicle steering system and its surroundings.
【図12】図11に示した車両用操向装置のトルクセン
サの要部である検出リング周辺を拡大して示した説明図
である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an enlarged view of a periphery of a detection ring which is a main part of the torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG. 11;
【図13】図11に示した車両用操向装置のトルクセン
サの信号処理部の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit of a torque sensor of the vehicle steering system shown in FIG. 11;
30 操向ハンドル 31 入力軸 32 出力軸 33 トーションバー 34,74 検出リング部 35,75 第1検出リング 36,76 第2検出リング 37,38 歯部 39 トルク検出用コイル 40 温度補償用コイル 41,49,55 信号処理部(信号処理手段) 44,45 ピーク検出器 46,64 差動増幅器 47,54,65 V−I変換部 48 電圧オフセット部 50 AC/DC変換部 51 第1増幅部 52 温度補償部(温度補償手段) 53 第2増幅部 77 短い突出部 77A,78A 長い突出部 79 第2検出コイル 80 第1検出コイル Reference Signs List 30 steering handle 31 input shaft 32 output shaft 33 torsion bar 34, 74 detection ring part 35, 75 first detection ring 36, 76 second detection ring 37, 38 tooth part 39 torque detection coil 40 temperature compensation coil 41, 49, 55 Signal processing unit (signal processing means) 44, 45 Peak detector 46, 64 Differential amplifier 47, 54, 65 VI conversion unit 48 Voltage offset unit 50 AC / DC conversion unit 51 First amplification unit 52 Temperature Compensation section (temperature compensation means) 53 Second amplification section 77 Short projection section 77A, 78A Long projection section 79 Second detection coil 80 First detection coil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガク ヒュン,ハン 大韓民國,キョンギ−ドウ,ナムヤンジュ −シ,ワブ−エウブ,デュクソ−リ 95 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Gaku Hyun, Han Republic of Korea, Gyeonggi-do, Namyangju-si, Wab-Eub, Duxoli 95
Claims (8)
軸および出力軸と、 前記入力軸の他端部に具備されて前記出力軸と対向する
一面に歯部が形成された第1検出リングと、 前記出力軸の他端部に具備されて前記第1検出リングの
一面と対向する面に歯部が形成された第2検出リング
と、 前記第1,第2検出リングとの間の外側に捲線され、前
記第1、第2検出リングと電磁結合されて磁気回路を形
成するトルク検出用コイルと、 前記第2検出リングの外側に捲線され、前記第2検出リ
ングと電磁結合されて磁気回路を形成する温度補償用コ
イルと、 前記トルク検出用コイルと温度補償用コイルに接続され
て電気的な制御を遂行する信号処理手段とから構成され
たことを特徴とする車両用操向装置のトルクセンサ。An input shaft and an output shaft connected via a torsion bar, and a first detection ring provided at the other end of the input shaft and having a tooth portion formed on one surface facing the output shaft. A second detection ring provided at the other end of the output shaft and having a tooth portion formed on a surface facing one surface of the first detection ring; and an outer side between the first and second detection rings. A torque detection coil that is wound around and electromagnetically coupled to the first and second detection rings to form a magnetic circuit; and a coil that is wound outside the second detection ring and electromagnetically coupled to the second detection ring. A temperature compensating coil forming a circuit; and a signal processing means connected to the torque detecting coil and the temperature compensating coil to perform electrical control. Torque sensor.
路を成すコイル部を通じて接続されてピーク値を検出す
る多数のピーク検出器と、 前記ピーク検出器の出力差異を検出して所定のレベルに
増幅させる差動増幅器と、 前記差動増幅器の出力電圧を電流に変換させる電流変換
器を具備し、前記発振器、差動増幅器、電流変換器に共
通に電圧オフセット部を接続して構成されたことを特徴
とする請求項1記載の車両用操向装置のトルクセンサ。2. The signal processing means according to claim 1, wherein said signal processing means is connected to an oscillator through a coil section forming a bridge circuit, and detects a peak value. A differential amplifier for amplifying, and a current converter for converting an output voltage of the differential amplifier into a current, wherein a voltage offset unit is commonly connected to the oscillator, the differential amplifier, and the current converter. The torque sensor for a vehicle steering system according to claim 1, wherein:
軸および出力軸と、 前記入力軸の他端部に具備されて前記出力軸と対向する
一面に歯部が形成された第1検出リングと、 前記出力軸の他端部に具備されて前記第1検出リングの
一面と対向する面に歯部が形成された第2検出リング
と、 前記第1,第2検出リングとの間の外側面に捲線され、
前記第1、第2検出リングと電磁結合されて磁気回路を
形成する検出コイルと、 前記検出コイルに電気的に連結されて前記検出コイルに
誘起される電圧を信号処理して温度補償してやる信号処
理手段とから構成されたことを特徴とする車両用操向装
置のトルクセンサ。3. An input shaft and an output shaft connected via a torsion bar, and a first detection ring provided at the other end of the input shaft and having a tooth portion formed on one surface facing the output shaft. A second detection ring provided at the other end of the output shaft and having a tooth portion formed on a surface facing one surface of the first detection ring; and an outer portion between the first and second detection rings. It is wound on the side,
A detection coil that is electromagnetically coupled to the first and second detection rings to form a magnetic circuit; and a signal processing that is electrically connected to the detection coil and performs signal processing on a voltage induced in the detection coil to perform temperature compensation. And a torque sensor for a vehicle steering system.
れて、検出コイルを貫く磁束の変化に因って誘起される
電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換部と、 前記AC/DC変換部から変換された直流電圧に包含さ
れた温度による電圧を所定のレベルに増幅する第1増幅
部と、 前記第1増幅部から増幅された検出コイルの出力電圧に
包含された温度上昇による電圧を相衰させる温度補償手
段と、 前記温度補償手段から出力される検出コイルに誘起され
た純粋出力電圧のみを所定のレベルに増幅する第2増幅
部と、 前記第2増幅部から出力された電圧を電流に変換するV
−I変換部とから構成されたことを特徴とする請求項3
記載の車両用操向装置のトルクセンサ。4. An AC / DC converter, wherein said signal processing means is connected to a detection coil and converts a voltage induced by a change in magnetic flux passing through the detection coil into a DC voltage. A first amplifier for amplifying a voltage based on temperature included in the DC voltage converted from the converter to a predetermined level; and a voltage due to a temperature increase included in the output voltage of the detection coil amplified from the first amplifier. Temperature amplifying means for amplifying only a pure output voltage induced in the detection coil outputted from the temperature compensating means to a predetermined level, and a voltage outputted from the second amplifying part. To convert to V
4. An I-to-I conversion unit.
A torque sensor for a vehicle steering system according to any of the preceding claims.
性が、負(−)であるダイオードで構成されたことを特
徴とする請求項4記載の車両用操向装置のトルクセン
サ。5. A torque sensor for a vehicle steering system according to claim 4, wherein said temperature compensating means comprises a diode whose voltage characteristic with respect to temperature is negative (-).
軸および出力軸と、 前記入力軸の他端部に具備されて前記出力軸と対向する
一面に一定の長さを有する短い突出部と長い突出部が交
互に構成される歯部が形成された第1検出リングと、 前記負荷軸の他端部に具備されて前記第1検出リングの
一面と対向する面に長い突出部が交互に構成される歯部
が形成された第2検出リングと、 前記第1検出リングの短い突出部と第2検出リングの長
い突出部との間の外側面に捲線され、前記第1,第2検
出リングと電磁結合されて磁気回路を形成する第1検出
コイルと、 前記第1検出リングの長い突出部と第2検出リングの歯
部との間の外側面に捲線され前記第1,第2検出リング
と電磁結合されて磁気回路を形成する第2検出コイル
と、 前記第1,第2検出コイルに接続されてそれぞれの検出
コイルに誘起される電圧による信号を処理する信号処理
手段とから構成されたことを特徴とする車両用操向装置
のトルクセンサ。6. An input shaft and an output shaft connected to each other with a torsion bar interposed therebetween, and a short protrusion provided on the other end of the input shaft and having a predetermined length on one surface facing the output shaft. A first detection ring formed with teeth having alternately formed long protrusions; and a long protrusion provided on the other end of the load shaft and facing one surface of the first detection ring alternately. A second detection ring on which a configured tooth portion is formed; and an outer surface between a short protrusion of the first detection ring and a long protrusion of the second detection ring; A first detection coil electromagnetically coupled to the ring to form a magnetic circuit; and a first detection coil wound on an outer surface between a long protrusion of the first detection ring and a tooth of the second detection ring. A second detection coil electromagnetically coupled to the ring to form a magnetic circuit; 1, the torque sensor of the vehicle steering apparatus being characterized in that is composed of a signal processing means for processing the signal by the voltage induced in the respective detection coils are connected to the second detection coil.
下端部に、検出部位と温度補償側の温度に対する傾きを
同じくするための切開部が形成されたことを特徴とする
請求項6記載の車両用操向装置のトルクセンサ。7. A cut-out portion is formed at a lower end portion on both sides of the long projecting portion of the second detection ring so as to make the detection portion and the temperature compensation side have the same inclination with respect to temperature. A torque sensor for a vehicle steering system according to any of the preceding claims.
位相を所定の時間遅延させる位相遅延部と、 第1,第2抵抗の接点と第1,第2検出コイルの接点に
接続されて出力差異を検出してから所定のレベルに増幅
させる差動増幅器と、 前記差動増幅器の出力電圧を電流に変換させて出力させ
るV−I変換部とから構成されたことを特徴とする請求
項6記載の車両用操向装置のトルクセンサ。8. A phase delay section connected to a contact point between the first resistor and the first detection coil and delaying the phase of the oscillating section for a predetermined time, the signal processing means includes: a contact point between the first and second resistors; 1, a differential amplifier connected to the contact point of the second detection coil to detect an output difference and then amplify the output difference to a predetermined level; and a VI converter for converting an output voltage of the differential amplifier into a current and outputting the current. 7. A torque sensor for a vehicle steering system according to claim 6, comprising:
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970015601A KR100226633B1 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Torque sensor of vehicle steering |
KR97-22702 | 1997-06-02 | ||
KR97-22701 | 1997-06-02 | ||
KR97-15601 | 1997-06-02 | ||
KR1019970022701A KR100230037B1 (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Torque sensor for automobile steering devices |
KR1019970022702A KR100230038B1 (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Torque sensor for automobile steering devices |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10300595A true JPH10300595A (en) | 1998-11-13 |
Family
ID=27349518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9336169A Pending JPH10300595A (en) | 1997-04-25 | 1997-12-05 | Torque sensor for steering gear for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10300595A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1167935A3 (en) * | 2000-06-30 | 2003-10-08 | Tokyo Sintered Metal Co., Ltd. | A magnetic core for a non-contact displacement sensor |
KR100747999B1 (en) * | 2002-12-20 | 2007-08-08 | 주식회사 만도 | Detection ring structure of torque sensor |
CN102205851A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 本田技研工业株式会社 | Control device for electric power steering device |
CN103403501A (en) * | 2011-03-02 | 2013-11-20 | Ksr科技公司 | Steering position and torque sensor |
KR101517147B1 (en) * | 2014-12-17 | 2015-05-04 | (주)한나루이엔지 | A Metal Block Module with a Structure of Multiple Thermocouple Reference Junctions |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP9336169A patent/JPH10300595A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1167935A3 (en) * | 2000-06-30 | 2003-10-08 | Tokyo Sintered Metal Co., Ltd. | A magnetic core for a non-contact displacement sensor |
KR100747999B1 (en) * | 2002-12-20 | 2007-08-08 | 주식회사 만도 | Detection ring structure of torque sensor |
CN102205851A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-05 | 本田技研工业株式会社 | Control device for electric power steering device |
CN103403501A (en) * | 2011-03-02 | 2013-11-20 | Ksr科技公司 | Steering position and torque sensor |
KR101517147B1 (en) * | 2014-12-17 | 2015-05-04 | (주)한나루이엔지 | A Metal Block Module with a Structure of Multiple Thermocouple Reference Junctions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3584624B2 (en) | Torque sensor | |
US6386052B1 (en) | Torque sensor | |
EP1046893A2 (en) | Torque sensing apparatus and method | |
JP3898610B2 (en) | Torque sensor | |
EP1464938B1 (en) | Torque sensor | |
EP1498714A1 (en) | Torque detector | |
US20030040872A1 (en) | Torque sensor abnormality detecting device | |
JPH10300595A (en) | Torque sensor for steering gear for vehicle | |
JP2001050828A (en) | Magnetostrictive torque sensor and power steering system employing it | |
JP4573370B2 (en) | Torque sensor | |
KR100226633B1 (en) | Torque sensor of vehicle steering | |
EP1167939B1 (en) | Abnormal state detecting apparatus of torque sensor | |
KR100455675B1 (en) | Apparatus for power steering of vehicle having temperature compensation unit | |
KR200160760Y1 (en) | Torque sensor of vehicle steering | |
KR100230038B1 (en) | Torque sensor for automobile steering devices | |
JP2652208B2 (en) | Torque sensor | |
KR100388105B1 (en) | Apparatus and control method for steering of vehicle | |
JP4023940B2 (en) | Torque sensor temperature compensation device | |
KR200159423Y1 (en) | Torque sensor for vehicle steering apparatus | |
JP2002139390A (en) | Torque detector, electric auxiliary power machine using torque detector, and bicycle with electric auxiliary power using electric auxiliary power machine | |
JP4902043B2 (en) | Torque sensor abnormality detection device | |
KR100230037B1 (en) | Torque sensor for automobile steering devices | |
JP4762622B2 (en) | Rotation sensor | |
JP2000028449A (en) | Torque detector | |
KR200154795Y1 (en) | Torque sensor for a vehicle |