JP2002013991A - トルクセンサの異常検出装置 - Google Patents
トルクセンサの異常検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 整流回路を減らして回路の簡素化を図る。
【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11，12に接続された一対
の整流回路23，24の各出力をバッファ回路27，28を介し
て第１，第２副電圧Ｓ１，Ｓ２として入力し差を増幅し
て第１主電圧として出力し、一対の整流回路の各出力を
バッファ回路29，30を介して第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ
４として入力し差を増幅して第２主電圧Ｍ２として出力
し、第１主電圧に基づきトルクを検出し、第１主電圧を
第２主電圧により診断する。予め正常状態で求めた第
１，第３副電圧のうちいずれか選択された副電圧と第
２，第４副電圧のうちのいずれか選択された副電圧との
間の対応関係を記憶し、選択された一対の副電圧の副電
圧値を入力し、記憶する一対の副電圧の対応関係と照ら
し合わせて異常か否かを判断する。
タンスが変化する一対のコイル11，12に接続された一対
の整流回路23，24の各出力をバッファ回路27，28を介し
て第１，第２副電圧Ｓ１，Ｓ２として入力し差を増幅し
て第１主電圧として出力し、一対の整流回路の各出力を
バッファ回路29，30を介して第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ
４として入力し差を増幅して第２主電圧Ｍ２として出力
し、第１主電圧に基づきトルクを検出し、第１主電圧を
第２主電圧により診断する。予め正常状態で求めた第
１，第３副電圧のうちいずれか選択された副電圧と第
２，第４副電圧のうちのいずれか選択された副電圧との
間の対応関係を記憶し、選択された一対の副電圧の副電
圧値を入力し、記憶する一対の副電圧の対応関係と照ら
し合わせて異常か否かを判断する。
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
ンサにおける異常検出装置に関する。
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
ンサにおける異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、前記両コイルに誘導
される一対の検出電圧を入力して差動増幅する差動増幅
回路とを有し、同差動増幅回路の出力によりトルクを検
出するトルクセンサについては、差動増幅回路の出力を
診断するために、同一の回路を一対のコイルに同じよう
に接続して設けて両差動増幅回路の出力の差を検知する
ことによって行っている。
タンスが変化する一対のコイルと、前記両コイルに誘導
される一対の検出電圧を入力して差動増幅する差動増幅
回路とを有し、同差動増幅回路の出力によりトルクを検
出するトルクセンサについては、差動増幅回路の出力を
診断するために、同一の回路を一対のコイルに同じよう
に接続して設けて両差動増幅回路の出力の差を検知する
ことによって行っている。
【０００３】すなわち両コイルにそれぞれ整流回路が接
続され、同一対の整流回路の各出力をそれぞれバッファ
回路を介して差動増幅回路に入力しているのに対して、
全く同じ一対の整流回路，バッファ回路及び差動増幅回
路から構成される回路が該コイルに並列に接続されてい
る。
続され、同一対の整流回路の各出力をそれぞれバッファ
回路を介して差動増幅回路に入力しているのに対して、
全く同じ一対の整流回路，バッファ回路及び差動増幅回
路から構成される回路が該コイルに並列に接続されてい
る。
【０００４】２対４回路ある整流回路の１つでも故障す
ると、両差動増幅回路の出力に差が生じて異常があるこ
とを検出できるが、単に整流回路を１対２回路のままに
すると、一方の整流回路に故障が生じても両差動増幅回
路の出力は同値となり差が生じることがなく異常を検出
できない。
ると、両差動増幅回路の出力に差が生じて異常があるこ
とを検出できるが、単に整流回路を１対２回路のままに
すると、一方の整流回路に故障が生じても両差動増幅回
路の出力は同値となり差が生じることがなく異常を検出
できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって同じ整流回
路が２対４回路もあり、回路構成部材が多く回路が複雑
となる。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、整流回路を減らして回路の簡素化を
図ることができるトルクセンサの異常検出装置を供する
点にある。
路が２対４回路もあり、回路構成部材が多く回路が複雑
となる。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、整流回路を減らして回路の簡素化を
図ることができるトルクセンサの異常検出装置を供する
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、前記両コイルにそれぞれ接続された一対の整流
回路と、一対の整流回路の各出力をそれぞれバッファ回
路を介して第１，第２副電圧として入力し第１，第２副
電圧の差を増幅して第１主電圧として出力する第１差動
増幅手段と、前記一対の整流回路の各出力をそれぞれ分
岐した分岐出力をそれぞれバッファ回路を介して第３，
第４副電圧とし入力し第３，第４副電圧の差を増幅して
第２主電圧として出力する第２差動増幅手段と、前記第
１差動増幅手段の出力である第１主電圧に基づきトルク
を検出し、第１主電圧を第２主電圧により診断する制御
手段と、予め正常状態で求めた前記第１，第３副電圧の
うちいずれか選択された副電圧と第２，第４副電圧のう
ちいずれか選択された副電圧との間の対応関係を記憶す
る記憶手段と、前記選択された一対の副電圧に係る一対
の副電圧値を入力し、前記記憶手段が記憶する一対の副
電圧の対応関係に前記入力した一対の副電圧値を照らし
合わせて異常か否かを判断する異常判断手段とを備える
トルクセンサの異常検出装置とした。
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、前記両コイルにそれぞれ接続された一対の整流
回路と、一対の整流回路の各出力をそれぞれバッファ回
路を介して第１，第２副電圧として入力し第１，第２副
電圧の差を増幅して第１主電圧として出力する第１差動
増幅手段と、前記一対の整流回路の各出力をそれぞれ分
岐した分岐出力をそれぞれバッファ回路を介して第３，
第４副電圧とし入力し第３，第４副電圧の差を増幅して
第２主電圧として出力する第２差動増幅手段と、前記第
１差動増幅手段の出力である第１主電圧に基づきトルク
を検出し、第１主電圧を第２主電圧により診断する制御
手段と、予め正常状態で求めた前記第１，第３副電圧の
うちいずれか選択された副電圧と第２，第４副電圧のう
ちいずれか選択された副電圧との間の対応関係を記憶す
る記憶手段と、前記選択された一対の副電圧に係る一対
の副電圧値を入力し、前記記憶手段が記憶する一対の副
電圧の対応関係に前記入力した一対の副電圧値を照らし
合わせて異常か否かを判断する異常判断手段とを備える
トルクセンサの異常検出装置とした。
【０００７】選択された一対の副電圧はそれぞれ整流回
路の下流側の電圧であり、予め正常状態で求めた該一対
の副電圧の対応関係には整流回路の特性も含んでいる。
したがって異常判断手段が、該一対の副電圧の対応関係
に入力した一対の副電圧値を照らし合わせて異常を判断
すれば、整流回路の異常を含めて異常を判断でき整流回
路は一対で足り、整流回路を２回路減らすことができ
る。したがって整流回路の故障率を低下させることがで
きる。
路の下流側の電圧であり、予め正常状態で求めた該一対
の副電圧の対応関係には整流回路の特性も含んでいる。
したがって異常判断手段が、該一対の副電圧の対応関係
に入力した一対の副電圧値を照らし合わせて異常を判断
すれば、整流回路の異常を含めて異常を判断でき整流回
路は一対で足り、整流回路を２回路減らすことができ
る。したがって整流回路の故障率を低下させることがで
きる。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のト
ルクセンサの異常検出装置において、前記記憶手段は、
Ｘ軸を前記選択された一対の副電圧の一方の副電圧にＹ
軸を他方の副電圧に定めたＸＹ座標に、予め正常状態で
求めた前記選択された一対の副電圧間の理想関係特性曲
線に基づいて上限曲線と下限曲線を設定した座標マップ
を記憶し、前記異常判断手段は、前記選択された一対の
副電圧に係る一対の副電圧値を入力し、前記記憶手段が
記憶する座標マップにおける前記一対の副電圧値が示す
点座標が前記上限曲線と下限曲線の間に存在しないとき
を異常と判断することを特徴とする。
ルクセンサの異常検出装置において、前記記憶手段は、
Ｘ軸を前記選択された一対の副電圧の一方の副電圧にＹ
軸を他方の副電圧に定めたＸＹ座標に、予め正常状態で
求めた前記選択された一対の副電圧間の理想関係特性曲
線に基づいて上限曲線と下限曲線を設定した座標マップ
を記憶し、前記異常判断手段は、前記選択された一対の
副電圧に係る一対の副電圧値を入力し、前記記憶手段が
記憶する座標マップにおける前記一対の副電圧値が示す
点座標が前記上限曲線と下限曲線の間に存在しないとき
を異常と判断することを特徴とする。
【０００９】正常状態での選択された一対の副電圧の理
想関係特性曲線に基づいて上限曲線と下限曲線を設定し
た座標マップにおける該一対の副電圧値が示す点座標の
位置から異常を判断するので、一対の整流回路でも整流
回路の故障を含めて異常を検出することができる。上限
曲線と下限曲線の幅を誤検出が生じない程度に狭く設定
することで、異常検出精度を向上させることができる。
想関係特性曲線に基づいて上限曲線と下限曲線を設定し
た座標マップにおける該一対の副電圧値が示す点座標の
位置から異常を判断するので、一対の整流回路でも整流
回路の故障を含めて異常を検出することができる。上限
曲線と下限曲線の幅を誤検出が生じない程度に狭く設定
することで、異常検出精度を向上させることができる。
【００１０】
【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６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６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。
【００１１】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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】このコイル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トルクセンサ１
の電気的回路部分を概略構成図として図２に示す。コイ
ル11，12は、それぞれ抵抗13（Ｒ１），抵抗回路14（Ｒ
２）を介して正電圧Ｅに吊るされており、コイル11，12
の他端は、ともにＣＰＵ20搭載の制御ボード20ａの発振
出力端子ｏｓｃに接続されている。
Ｌ２の変化に基づいてトルクを検出するトルクセンサ１
の電気的回路部分を概略構成図として図２に示す。コイ
ル11，12は、それぞれ抵抗13（Ｒ１），抵抗回路14（Ｒ
２）を介して正電圧Ｅに吊るされており、コイル11，12
の他端は、ともにＣＰＵ20搭載の制御ボード20ａの発振
出力端子ｏｓｃに接続されている。
【００１８】抵抗回路14は、直列接続された抵抗16とサ
ーミスタ17に対して抵抗15を並列に接続した構成であ
り、サーミスタ17の作用により温度補償機能を果たして
いる。すなわち温度変化に関係なく常にＲ１／Ｌ１＝Ｒ
２／Ｌ２が満足される抵抗値Ｒ２を示すような温度特性
をサーミスタ17が有している。
ーミスタ17に対して抵抗15を並列に接続した構成であ
り、サーミスタ17の作用により温度補償機能を果たして
いる。すなわち温度変化に関係なく常にＲ１／Ｌ１＝Ｒ
２／Ｌ２が満足される抵抗値Ｒ２を示すような温度特性
をサーミスタ17が有している。
【００１９】コイル11と抵抗13の接続部から延出した電
圧信号線21が整流・平滑回路23に接続され、コイル12と
抵抗回路14の接続部から延出した電圧信号線22が整流・
平滑回路24に接続されている。
圧信号線21が整流・平滑回路23に接続され、コイル12と
抵抗回路14の接続部から延出した電圧信号線22が整流・
平滑回路24に接続されている。
【００２０】すなわちコイル11，12，抵抗13，抵抗回路
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、その出力電圧が整流・平滑回路23，
24，に入力される。
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、その出力電圧が整流・平滑回路23，
24，に入力される。
【００２１】一方の整流・平滑回路23の出力線が分岐し
てそれぞれバッファ回路27，29に接続され、他方の整流
・平滑回路24の出力線が分岐してそれぞれバッファ回路
28，30に接続され、各バッファ回路27，28，29，30の出
力電圧をそれぞれ第１，第２，第３，第４副電圧Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とする。
てそれぞれバッファ回路27，29に接続され、他方の整流
・平滑回路24の出力線が分岐してそれぞれバッファ回路
28，30に接続され、各バッファ回路27，28，29，30の出
力電圧をそれぞれ第１，第２，第３，第４副電圧Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とする。
【００２２】バッファ回路27，28の出力端子は、それぞ
れ抵抗31，32を介して差動アンプ41の反転入力端子，非
反転入力端子に接続されて第１，第２副電圧Ｓ１，Ｓ２
が入力される。
れ抵抗31，32を介して差動アンプ41の反転入力端子，非
反転入力端子に接続されて第１，第２副電圧Ｓ１，Ｓ２
が入力される。
【００２３】同様にバッファ回路29，30の出力端子は、
それぞれ抵抗33，34を介して差動アンプ42の反転入力端
子，非反転入力端子に接続されて第３，第４副電圧Ｓ
３，Ｓ４が入力される。
それぞれ抵抗33，34を介して差動アンプ42の反転入力端
子，非反転入力端子に接続されて第３，第４副電圧Ｓ
３，Ｓ４が入力される。
【００２４】差動アンプ41，42には、それぞれ抵抗35，
36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、第１主電圧Ｍ１，第２主電圧Ｍ２として電
子コントロールユニットＥＣＵ50に入力される。
36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、第１主電圧Ｍ１，第２主電圧Ｍ２として電
子コントロールユニットＥＣＵ50に入力される。
【００２５】また差動アンプ41，42の各非反転入力端子
には、それぞれ中立点電圧設定回路43，44からバッファ
回路45，46及び抵抗37，38を介して中立点調整電圧Ｖ
１，Ｖ２が入力される。
には、それぞれ中立点電圧設定回路43，44からバッファ
回路45，46及び抵抗37，38を介して中立点調整電圧Ｖ
１，Ｖ２が入力される。
【００２６】この中立点電圧設定回路43，44は、制御ボ
ード20ａの中立点調整出力端子ａｊ１，ａｊ２からの各
調整信号を入力して、同調整信号に従って中立点電圧Ｖ
１，Ｖ２を設定する。
ード20ａの中立点調整出力端子ａｊ１，ａｊ２からの各
調整信号を入力して、同調整信号に従って中立点電圧Ｖ
１，Ｖ２を設定する。
【００２７】そこで差動アンプ41は、第１副電圧Ｓ１と
第２副電圧Ｓ２の差を増幅度Ａ倍し、バイアス電圧とし
て中立点調整電圧Ｖ１を加えた電圧を第１主電圧Ｍ１と
して出力する。すなわち第１主電圧Ｍ１は、 Ｍ１＝（Ｓ２−Ｓ１）・Ａ＋Ｖ１ である。
第２副電圧Ｓ２の差を増幅度Ａ倍し、バイアス電圧とし
て中立点調整電圧Ｖ１を加えた電圧を第１主電圧Ｍ１と
して出力する。すなわち第１主電圧Ｍ１は、 Ｍ１＝（Ｓ２−Ｓ１）・Ａ＋Ｖ１ である。
【００２８】同様に差動アンプ42についても、出力され
る第２主電圧Ｍ２は、 Ｍ２＝（Ｓ４−Ｓ３）・Ａ’＋Ｖ２ である。ここにＶ１≒Ｖ２、Ａ≒Ａ’の関係がある。
る第２主電圧Ｍ２は、 Ｍ２＝（Ｓ４−Ｓ３）・Ａ’＋Ｖ２ である。ここにＶ１≒Ｖ２、Ａ≒Ａ’の関係がある。
【００２９】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主電圧を中立点電圧と称し、上記
中立点調整電圧Ｖ１，Ｖ２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主電圧を中立点電圧と称し、上記
中立点調整電圧Ｖ１，Ｖ２が中立点電圧となる。
【００３０】ＥＣＵ50は、第１主電圧Ｍ１に基づきモー
タ制御の指示信号をモータドライバ51に出力し、モータ
ドライバ51によりステアリングを補助するモータ52が駆
動される。
タ制御の指示信号をモータドライバ51に出力し、モータ
ドライバ51によりステアリングを補助するモータ52が駆
動される。
【００３１】そして第２主電圧Ｍ２は異常状態検知のた
めに用いられ、ＥＣＵ50は、第１主電圧Ｍ１と第２主電
圧Ｍ２の差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別し、
許容範囲を超えているときはトルクセンサ１が何らかの
異常状態にあるものとして異常状態信号を出力してモー
タ52の制御を停止する。
めに用いられ、ＥＣＵ50は、第１主電圧Ｍ１と第２主電
圧Ｍ２の差が所定の許容範囲内にあるか否かを判別し、
許容範囲を超えているときはトルクセンサ１が何らかの
異常状態にあるものとして異常状態信号を出力してモー
タ52の制御を停止する。
【００３２】また制御ボード20ａには、第１，第２，第
３，第４副電圧Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４及び第１，第２
主電圧Ｍ１，Ｍ２が入力され、制御ボード20ａは、第
３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４に基づいてトルクセンサ１，
接続系，アンプ回路等の異常を判断し、異常があると、
異常出力端子ｆｓから異常検出信号を異常時スイッチ回
路49に出力する。異常時スイッチ回路49は、直接ＥＣＵ
50に接続され、異常出力端子ｆｓから異常検出信号を入
力するとオン信号をＥＣＵ50に出力する。
３，第４副電圧Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４及び第１，第２
主電圧Ｍ１，Ｍ２が入力され、制御ボード20ａは、第
３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４に基づいてトルクセンサ１，
接続系，アンプ回路等の異常を判断し、異常があると、
異常出力端子ｆｓから異常検出信号を異常時スイッチ回
路49に出力する。異常時スイッチ回路49は、直接ＥＣＵ
50に接続され、異常出力端子ｆｓから異常検出信号を入
力するとオン信号をＥＣＵ50に出力する。
【００３３】その他に制御ボード20ａには、中立点調整
スイッチＡＪＳ−ＳＷ47から中立点調整を指示する中立
点調整信号ＡＪＳが中立点調整端子ａｊｓに入力される
とともに、中立点電圧設定状態を記憶し書き換えもでき
るＥ2ＰＲＯＭ48が中立点電圧設定端子ｒｏｍに接続さ
れている。
スイッチＡＪＳ−ＳＷ47から中立点調整を指示する中立
点調整信号ＡＪＳが中立点調整端子ａｊｓに入力される
とともに、中立点電圧設定状態を記憶し書き換えもでき
るＥ2ＰＲＯＭ48が中立点電圧設定端子ｒｏｍに接続さ
れている。
【００３４】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，第３，第４副
電圧Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４及び第１，第２主電圧Ｍ
１，Ｍ２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，第３，第４副
電圧Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４及び第１，第２主電圧Ｍ
１，Ｍ２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。
【００３５】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，第４副電圧Ｓ２，Ｓ４が大きくなり、第１，第３副
電圧Ｓ１，Ｓ３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，第４副電圧Ｓ２，Ｓ４が大きくなり、第１，第３副
電圧Ｓ１，Ｓ３が小さくなる（図３、参照）。
【００３６】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，第４副電圧Ｓ２，Ｓ４が小さくなり、
第１，第３副電圧Ｓ１，Ｓ３が大きくなる（図３、
参照）。なおＳｔは第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４の中立
点電圧を示す。
記とは逆に第２，第４副電圧Ｓ２，Ｓ４が小さくなり、
第１，第３副電圧Ｓ１，Ｓ３が大きくなる（図３、
参照）。なおＳｔは第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４の中立
点電圧を示す。
【００３７】したがって両副電圧の差をＡ（Ａ’）倍し
て中立点電圧を加えた差動アンプ41，42の出力である第
１，第２主電圧Ｍ１，Ｍ２は、図３，に示すように
中立点でＶ１，Ｖ２を通る右上がりの傾斜線となる。
て中立点電圧を加えた差動アンプ41，42の出力である第
１，第２主電圧Ｍ１，Ｍ２は、図３，に示すように
中立点でＶ１，Ｖ２を通る右上がりの傾斜線となる。
【００３８】ＥＣＵ50は、この第１，第２主電圧Ｍ１，
Ｍ２を比較し、両者の差が許容範囲内にあるかを判定す
る。正常であれば図３に示すように第１，第２主電圧
Ｍ１，Ｍ２の変化は略一致しており、許容範囲内にあり
正常と判断できる。
Ｍ２を比較し、両者の差が許容範囲内にあるかを判定す
る。正常であれば図３に示すように第１，第２主電圧
Ｍ１，Ｍ２の変化は略一致しており、許容範囲内にあり
正常と判断できる。
【００３９】正常と判断されれば第１主電圧Ｍ１に基づ
きモータ52を駆動すべき指示信号をモータドライバ51に
出力する。こうして操舵トルクに応じたモータによる補
助力がステアリングに作用してパワーステアリングが実
行される。
きモータ52を駆動すべき指示信号をモータドライバ51に
出力する。こうして操舵トルクに応じたモータによる補
助力がステアリングに作用してパワーステアリングが実
行される。
【００４０】しかし整流回路23，24の一方が故障したよ
うな場合には、第１，第２主電圧Ｍ１，Ｍ２は同じ値を
示して差が生じないので、異常を検出できない。そこで
制御ボード20ａは、前記したように第３，第４副電圧Ｓ
３，Ｓ４に基づいてトルクセンサ１，接続系，アンプ回
路等の異常を検出する手段を別途備えている。
うな場合には、第１，第２主電圧Ｍ１，Ｍ２は同じ値を
示して差が生じないので、異常を検出できない。そこで
制御ボード20ａは、前記したように第３，第４副電圧Ｓ
３，Ｓ４に基づいてトルクセンサ１，接続系，アンプ回
路等の異常を検出する手段を別途備えている。
【００４１】制御ボード20ａのメモリには、図４に示す
ＸＹ座標の座標マップが記憶されている。同座標マップ
は、Ｘ軸を第３副電圧Ｓ３にＹ軸を第４副電圧Ｓ４に定
めたＸＹ座標に、正常状態での第３，第４副電圧Ｓ３，
Ｓ４の理想関係特性曲線Ｌを予め求めておき、この理想
関係特性曲線Ｌに関して略対称に上限曲線Ｌｕと下限曲
線Ｌｄを設定したものである。
ＸＹ座標の座標マップが記憶されている。同座標マップ
は、Ｘ軸を第３副電圧Ｓ３にＹ軸を第４副電圧Ｓ４に定
めたＸＹ座標に、正常状態での第３，第４副電圧Ｓ３，
Ｓ４の理想関係特性曲線Ｌを予め求めておき、この理想
関係特性曲線Ｌに関して略対称に上限曲線Ｌｕと下限曲
線Ｌｄを設定したものである。
【００４２】第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４は、整流回路
23，24の下流側で分岐された電圧であり、よって理想関
係特性曲線Ｌは整流回路23，24の特性を含んだ略直線に
近い曲線であり、上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌｄは整流回
路23，24の特性を考慮したものである。
23，24の下流側で分岐された電圧であり、よって理想関
係特性曲線Ｌは整流回路23，24の特性を含んだ略直線に
近い曲線であり、上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌｄは整流回
路23，24の特性を考慮したものである。
【００４３】第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４は、対称な動
きをするので、図４において理想関係特性曲線Ｌは、傾
きが右下がりの略直線に近い曲線であり、同理想関係特
性曲線Ｌの上下に設定される上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌ
ｄの幅は、誤検出が生じない程度に狭く設定しておく。
きをするので、図４において理想関係特性曲線Ｌは、傾
きが右下がりの略直線に近い曲線であり、同理想関係特
性曲線Ｌの上下に設定される上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌ
ｄの幅は、誤検出が生じない程度に狭く設定しておく。
【００４４】制御ボード20ａのＣＰＵ20は、上記座標マ
ップを用いて異常検出を行う制御プログラムを有してお
り、同制御プログラムの制御手順を示すフローチャート
を図５に図示する。
ップを用いて異常検出を行う制御プログラムを有してお
り、同制御プログラムの制御手順を示すフローチャート
を図５に図示する。
【００４５】まずステップ１で第３，第４副電圧値Ｓ
３，Ｓ４を読込み、次のステップ２で前記座標マップに
従って読込んだ第３副電圧値Ｓ３に対応する上限曲線Ｌ
ｕと下限曲線Ｌｄが示す上限第４副電圧値Ｓ4uと下限第
４副電圧値Ｓ4dを導出する（図６参照）。
３，Ｓ４を読込み、次のステップ２で前記座標マップに
従って読込んだ第３副電圧値Ｓ３に対応する上限曲線Ｌ
ｕと下限曲線Ｌｄが示す上限第４副電圧値Ｓ4uと下限第
４副電圧値Ｓ4dを導出する（図６参照）。
【００４６】そして次のステップ３では、ステップ１で
読込んだ第４副電圧値Ｓ４が上限第４副電圧値Ｓ4uと下
限第４副電圧値Ｓ4dの間にあるか否かを判別し、間にあ
ればステップ４に進み異常なしとされ異常検出信号は出
力されないが、上限第４副電圧値Ｓ4uと下限第４副電圧
値Ｓ4dの間にないときは、ステップ５に進み、異常と判
断されて異常検出信号が異常時スイッチ回路49に出力さ
れる。
読込んだ第４副電圧値Ｓ４が上限第４副電圧値Ｓ4uと下
限第４副電圧値Ｓ4dの間にあるか否かを判別し、間にあ
ればステップ４に進み異常なしとされ異常検出信号は出
力されないが、上限第４副電圧値Ｓ4uと下限第４副電圧
値Ｓ4dの間にないときは、ステップ５に進み、異常と判
断されて異常検出信号が異常時スイッチ回路49に出力さ
れる。
【００４７】異常検出信号が異常時スイッチ回路49に出
力されると、異常時スイッチ回路49からオン信号がＥＣ
Ｕ50に出力され、ＥＣＵ50はモータ52の制御を停止す
る。
力されると、異常時スイッチ回路49からオン信号がＥＣ
Ｕ50に出力され、ＥＣＵ50はモータ52の制御を停止す
る。
【００４８】以上のように予め正常状態での第３，第４
副電圧Ｓ３，Ｓ４の理想関係特性曲線Ｌを求めておき、
同理想関係特性曲線Ｌをもとに上限曲線Ｌｕと下限曲線
Ｌｄを設定した座標マップを記憶しておき、実際に検出
した第３，第４副電圧値Ｓ３，Ｓ４が示す座標マップ上
の点が上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌｄとの間にあるか否か
で異常を検出する。
副電圧Ｓ３，Ｓ４の理想関係特性曲線Ｌを求めておき、
同理想関係特性曲線Ｌをもとに上限曲線Ｌｕと下限曲線
Ｌｄを設定した座標マップを記憶しておき、実際に検出
した第３，第４副電圧値Ｓ３，Ｓ４が示す座標マップ上
の点が上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌｄとの間にあるか否か
で異常を検出する。
【００４９】２つの整流回路23，24の一方が故障した場
合にも第３，第４副電圧値Ｓ３，Ｓ４が示す点が上限曲
線Ｌｕと下限曲線Ｌｄの間から外れて異常を容易に検出
することができる。
合にも第３，第４副電圧値Ｓ３，Ｓ４が示す点が上限曲
線Ｌｕと下限曲線Ｌｄの間から外れて異常を容易に検出
することができる。
【００５０】整流平滑回路を最少にして、確実に異常を
検出することができる。さらに整流平滑回路の故障率を
低減することができる。上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌｄの
幅を誤検出が生じない程度に狭く設定することで、異常
検出精度をさらに向上させることができる。
検出することができる。さらに整流平滑回路の故障率を
低減することができる。上限曲線Ｌｕと下限曲線Ｌｄの
幅を誤検出が生じない程度に狭く設定することで、異常
検出精度をさらに向上させることができる。
【００５１】前記のように一対２回路の整流回路23，24
で、整流回路の異常を含めて異常を判断できるので、整
流回路は一対で足り、整流回路を２回路減らすことがで
き、回路を簡素化することもできる。
で、整流回路の異常を含めて異常を判断できるので、整
流回路は一対で足り、整流回路を２回路減らすことがで
き、回路を簡素化することもできる。
【００５２】以上の実施の形態では、制御ボード20ａが
第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４に基づいて異常を検出する
ようにしていたが、同様にして第１，第２副電圧Ｓ１，
Ｓ２に基づいて、第１，第４副電圧Ｓ１，Ｓ４に基づい
て、あるいは第２，第３副電圧Ｓ２，Ｓ３に基づいて異
常を検出するようにしてもよい。
第３，第４副電圧Ｓ３，Ｓ４に基づいて異常を検出する
ようにしていたが、同様にして第１，第２副電圧Ｓ１，
Ｓ２に基づいて、第１，第４副電圧Ｓ１，Ｓ４に基づい
て、あるいは第２，第３副電圧Ｓ２，Ｓ３に基づいて異
常を検出するようにしてもよい。
【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部分の概略構成図
である。
である。
【図３】正常時における第１，第２，第３，第４副電圧
及び第１，第２主電圧の状態を示す図である。
及び第１，第２主電圧の状態を示す図である。
【図４】第３，第４副電圧についての座標マップを示す
図である。
図である。
【図５】制御ボードにより異常検出を行う制御手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図６】前記座標マップの用い方を示す図である。
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…抵
抗、14…抵抗回路、15，16…抵抗、17…サーミスタ、20
…ＣＰＵ，20ａ…制御ボード、21，22…電圧信号線、2
3，24…整流・平滑回路、27，28，29，30…バッファ回
路、31，32，33，34，35，36，37，38…抵抗、41，42…
差動アンプ、43，44…中立点電圧設定回路、45，46…バ
ッファ回路、47…中立点調整スイッチＡＪＳ−ＳＷ、48
…Ｅ2ＰＲＯＭ、49…異常時スイッチ回路、50…ＥＣ
Ｕ，51…モータドライバ、52…モータ。
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…抵
抗、14…抵抗回路、15，16…抵抗、17…サーミスタ、20
…ＣＰＵ，20ａ…制御ボード、21，22…電圧信号線、2
3，24…整流・平滑回路、27，28，29，30…バッファ回
路、31，32，33，34，35，36，37，38…抵抗、41，42…
差動アンプ、43，44…中立点電圧設定回路、45，46…バ
ッファ回路、47…中立点調整スイッチＡＪＳ−ＳＷ、48
…Ｅ2ＰＲＯＭ、49…異常時スイッチ回路、50…ＥＣ
Ｕ，51…モータドライバ、52…モータ。
Claims (2)
- 【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、 前記両コイルにそれぞれ接続された一対の整流回路と、 一対の整流回路の各出力をそれぞれバッファ回路を介し
て第１，第２副電圧として入力し第１，第２副電圧の差
を増幅して第１主電圧として出力する第１差動増幅手段
と、 前記一対の整流回路の各出力をそれぞれ分岐した分岐出
力をそれぞれバッファ回路を介して第３，第４副電圧と
して入力し第３，第４副電圧の差を増幅して第２主電圧
として出力する第２差動増幅手段と、 前記第１差動増幅手段の出力である第１主電圧に基づき
トルクを検出し、第１主電圧を第２主電圧により診断す
る制御手段と、 予め正常状態で求めた前記第１，第３副電圧のうちいず
れか選択された副電圧と第２，第４副電圧のうちいずれ
か選択された副電圧との間の対応関係を記憶する記憶手
段と、 前記選択された一対の副電圧に係る一対の副電圧値を入
力し、前記記憶手段が記憶する一対の副電圧の対応関係
に前記入力した一対の副電圧値を照らし合わせて異常か
否かを判断する異常判断手段と、 を備えることを特徴とするトルクセンサの異常検出装
置。 - 【請求項２】 前記記憶手段は、Ｘ軸を前記選択された
一対の副電圧の一方の副電圧にＹ軸を他方の副電圧に定
めたＸＹ座標に、予め正常状態で求めた前記選択された
一対の副電圧間の理想関係特性曲線に基づいて上限曲線
と下限曲線を設定した座標マップを記憶し、 前記異常判断手段は、前記選択された一対の副電圧に係
る一対の副電圧値を入力し、前記記憶手段が記憶する座
標マップにおける前記一対の副電圧値が示す点座標が前
記上限曲線と下限曲線の間に存在しないときを異常と判
断することを特徴とする請求項１記載のトルクセンサの
異常検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000199206A JP2002013991A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | トルクセンサの異常検出装置 |
| US09/793,284 US6418798B2 (en) | 2000-06-30 | 2001-02-26 | Abnormal state detecting apparatus of torque sensor |
| EP01104421A EP1167939B1 (en) | 2000-06-30 | 2001-02-26 | Abnormal state detecting apparatus of torque sensor |
| DE60113598T DE60113598T2 (de) | 2000-06-30 | 2001-02-26 | Vorrichtung zur Erfassung anomaler Zustände eines Drehmomentsensors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000199206A JP2002013991A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | トルクセンサの異常検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002013991A true JP2002013991A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18697259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000199206A Pending JP2002013991A (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | トルクセンサの異常検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6418798B2 (ja) |
| EP (1) | EP1167939B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002013991A (ja) |
| DE (1) | DE60113598T2 (ja) |
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-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000199206A patent/JP2002013991A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-26 US US09/793,284 patent/US6418798B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-26 EP EP01104421A patent/EP1167939B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-26 DE DE60113598T patent/DE60113598T2/de not_active Expired - Lifetime
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