JP2007285862A - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シャフト20に設けられた磁歪膜30a,30bと、この磁歪膜30a,30bの透磁率変化を検出する検出手段と、を有する磁歪式トルクセンサにおいて、前記検出手段は、前記磁気特性変化部材に対向する複数の検出コイル40a,40b,40c,40dと、スイッチング素子15a,15bとの直列接続回路が基準電圧に印加され、前記複数の検出コイルの接続点VS1,VS2の電圧を出力するものであり、前記スイッチング素子15a,15bの駆動状態を監視信号A,Bを用いて監視する駆動状態監視手段(CPU60)を備えた。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態である磁歪式トルクセンサユニットについて説明する。
図1に示される磁歪式トルクセンサユニット100は、後記する電動パワーステアリング装置のステアリング軸に加えられるトルクを検出するために使用されるものである。また、磁歪式トルクセンサユニット100は、シャフト(ステアリング軸)20の近接する軸方向2箇所に被着されている磁歪膜30a,30bと、直列接続されている検出コイル40a,40bと、逆方向に直列接続されている検出コイル40c,40dと、検出コイル40a,40bの接続点VS1および検出コイル40c,40dの接続点VS2の差分電圧を演算する差動増幅器50と、検出コイル40a,40bに励磁電圧を印加するスイッチング素子15aと、検出コイル40c,40dに励磁電圧を印加するスイッチング素子15bと、差動増幅器50の出力電圧を信号処理してトルク信号Tを出力するCPU60とを備えている。また、CPU60は、スイッチング素子15a,15bを制御する励磁信号を生成し、スイッチング素子15a,15bの監視を行う監視信号A,監視信号Bが入力される。CPU60は、この監視信号A,Bの状態を判定して、スイッチング素子15a,15bの駆動状態を監視する駆動状態監視手段として機能する。また、検出コイル40a,40b,40c,40dは、磁歪膜30a,30bの磁気特性変化を検出する検出手段として機能する。
前記第1実施形態は、スイッチング素子15a,15bを用いて検出コイル40a,40bあるいは検出コイル40c,40dに正電圧の矩形波電圧を印加したが、ブリッジ回路を用いて矩形波交流電圧を印加することができる。
以下、図3を参照して、本発明の第2実施形態である磁歪式トルクセンサユニット150について説明するが、シャフト20、磁歪膜30a,30b、差動増幅器50、および、CPU60については、第1実施形態と同様であるので相違点のみ説明する。
次に、前記実施形態の磁歪式トルクセンサユニット100,150が使用される電動パワーステアリング装置について、図6を参照して説明する。
電動パワーステアリング装置200は、操向ハンドル210を回転させると操向ハンドル210に直結するステアリング軸であるシャフト20は、ラックピニオン機構270を構成するピニオン260を回転し、これによってラック軸250を移動させて転舵輪220の方向を変える。このとき、検出コイル40を用いて磁歪式トルクセンサユニット100,150が検出したトルク信号Tに応じて、制御装置230が電動機240を駆動制御する。電動機240は、動力伝達機構280を介してピニオン260を回転させ、操向ハンドル210の操舵トルクを軽減するように動作する。なお、運転者の操舵トルクをTHとし、ピニオン260に伝達されるトルクをTPとし、電動機240による補助トルクの大きさに関連した定数をKAとすると、TH=TP/(1+KA)の関係が成立する。また、磁歪式トルクセンサユニット100,150は、操向ハンドル210と転舵輪220とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ(Steer_By_Wire)にも適用可能である。
次に、本発明に関連する比較例について説明する。
図7に記載のトルク検出回路は、抵抗器R1と、検出コイル40aと、検出コイル40bと、抵抗器R2とがこの順番で直列接続されている。すなわち、検出コイル40a,40bが直列接続されている点で前記各実施形態と一致するが、抵抗器R1,R2も直列接続されている点で相違する。スイッチング素子15cは、トランジスタであり、コレクタが検出コイル40aと検出コイル40bとの接続点に接続されており、エミッタが接地され、ベースには励磁信号(電流信号)が入力されている。また、抵抗器R1の一端と抵抗器R2の一端とが検出コイル電源に接続され、抵抗器R1の他端と検出コイル40aとの接続点VS1が引き出され、抵抗器R2の他端と検出コイル40bとの接続点VS2が引き出されている。
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
(1)前記第1実施形態は、検出コイル40a,40b,40c,40dと直列接続されたスイッチング素子15a,15bの両端電圧を監視したが、検出コイル40a,40b,40c,40dに流れる電流を監視することもでき、電流監視も駆動状態監視手段に含まれる。
(2)前記各実施形態では、検出コイル40c,40dを検出コイル40a,40bの逆方向に接続して接続点VS1と接続点VS2との差動出力を得たが、同方向に接続するとトルク印加により同方向に電位変動し、差動出力はゼロ点近傍になる。言い換えれば、異常が発生するとゼロ点でなくなるので、これを検出して異常検出手段とすることができる。
(3)前記第1実施形態では、スイッチング素子15a,15bにトランジスタを用いたがFET、IGBT等を用いることもできる。
10a,10b,10c,10d スイッチング素子
15a,15b,15c スイッチング素子
20 シャフト(ステアリング軸)
30a,30b 磁歪膜(磁気特性変化部材)
40,40a,40b,40c,40d 検出コイル(検出手段)
50 差動増幅器
55 インバータ
60 CPU
60a A/D変換器
100,150 磁歪式トルクセンサユニット
200 電動パワーステアリング装置
210 操向ハンドル
220 転舵輪
230 制御装置
240 電動機
250 ラック軸
260 ピニオン
270 ラックピニオン機構
280 動力伝達機構
R1,R2 抵抗器
VS1,VS2 接続点
Claims (2)
- シャフトに設けられた磁気特性変化部材と、
この磁気特性変化部材の磁気特性変化を検出する検出手段と、
を有する磁歪式トルクセンサにおいて、
前記検出手段は、
基準電圧が印加される前記磁気特性変化部材に対向する複数の検出コイルと、スイッチング素子とが、
前記複数の検出コイルの接続点の電圧を出力するものであり、
前記スイッチング素子の駆動状態を監視する駆動状態監視手段を備えたことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。 - 前記磁気特性変化部材は、前記シャフトの軸方向の近接する2箇所に被着された第1の磁歪膜および第2の磁歪膜であり、
前記第1の磁歪膜と前記第2の磁歪膜とは、互いに逆方向の異方性を有し、
前記複数の検出コイルは、前記第1の磁歪膜および前記第2の磁歪膜を被着するシャフトに離間して挿入され、
前記駆動状態監視手段は、前記スイッチング素子の駆動状態を監視することを特徴とする請求項1に記載の磁歪式トルクセンサ。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009264812A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
JP2013190288A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサ |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5039316B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2012-10-03 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサと、この磁歪式トルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP5009092B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2012-08-22 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
JP4866437B2 (ja) * | 2009-04-17 | 2012-02-01 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ及びその製造方法 |
JP6413027B2 (ja) | 2015-10-01 | 2018-10-24 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004020199A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Kura Gijutsu Kenkyusho:Kk | トルクセンサ |
JP2005321316A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサとそのトルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4300085A (en) * | 1979-07-18 | 1981-11-10 | Hitachi Koki Company, Limited | Failure detection method and circuit for stepping motors |
JPH0754273B2 (ja) * | 1987-12-26 | 1995-06-07 | 大同特殊鋼株式会社 | トルクサンセ |
DE3887853T2 (de) * | 1987-12-28 | 1994-05-19 | Kubota Ltd | Drehmomentmessvorrichtung. |
US5902934A (en) * | 1990-12-10 | 1999-05-11 | Sensortech, L.P. | Phase magnitude signal detector |
JP2001133337A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置 |
US6698299B2 (en) * | 2001-05-05 | 2004-03-02 | Methode Electronics, Inc. | Magnetoelastic torque sensor |
US6966232B2 (en) * | 2002-12-06 | 2005-11-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Torque sensor |
JP4516276B2 (ja) | 2003-02-04 | 2010-08-04 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
JP3990683B2 (ja) | 2004-05-21 | 2007-10-17 | 本田技研工業株式会社 | トルクセンサ |
-
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-
2007
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004020199A (ja) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Kura Gijutsu Kenkyusho:Kk | トルクセンサ |
JP2005321316A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサとそのトルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009264812A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
JP4581002B2 (ja) * | 2008-04-23 | 2010-11-17 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
JP2013190288A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Honda Motor Co Ltd | トルクセンサ |
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