JP2008241589A - Torque sensor device - Google Patents
Torque sensor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008241589A JP2008241589A JP2007085029A JP2007085029A JP2008241589A JP 2008241589 A JP2008241589 A JP 2008241589A JP 2007085029 A JP2007085029 A JP 2007085029A JP 2007085029 A JP2007085029 A JP 2007085029A JP 2008241589 A JP2008241589 A JP 2008241589A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic sensor
- detection value
- torque
- magnetic
- output value
- 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
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転軸部材に固着されて、前記回転軸部材の周方向の一方に沿う磁場を形成するように磁化された第1領域と前記周方向の一方とは反対側に沿う磁場を形成するように磁化された第2領域とを前記回転軸部材の軸心方向に隣接するように配置した一対の領域を少なくとも1つ備えた磁歪環と、前記回転軸部材に加えられるトルクに応じて前記第1領域に生じる所定方向での磁束の変化を検出する第1磁気センサと、前記回転軸部材に加えられたトルクに応じて前記第2領域に生じる当該所定方向での磁束の変化を検出する第2磁気センサと、前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との差に基づいて、前記回転軸部材に加えられるトルクを検出するトルク検出部とを設けているトルクセンサ装置に関する。 According to the present invention, a first region magnetized so as to form a magnetic field along one circumferential direction of the rotary shaft member and a magnetic field along the opposite side of the one circumferential direction are fixed to the rotary shaft member. According to the torque applied to the rotary shaft member, and a magnetostriction ring having at least one pair of regions arranged so that the second region magnetized to be adjacent to the axial center direction of the rotary shaft member A first magnetic sensor that detects a change in magnetic flux in a predetermined direction that occurs in the first region, and a change in magnetic flux in the predetermined direction that occurs in the second region in response to a torque applied to the rotating shaft member. And a torque detector that detects a torque applied to the rotary shaft member based on a difference between a detection value of the first magnetic sensor and a detection value of the second magnetic sensor. The present invention relates to a torque sensor device.
上記のようなトルクセンサ装置は、車両のステアリングシャフト、エンジンクランクシャフト、ドライブシャフト、電動機及び発電機の入力又は出力シャフト等の各種の回転軸部材に加えられるトルクの大きさを検出するものである。
回転軸部材にトルクが加えられていない場合には、第1領域及び第2領域の夫々において回転軸部材の周方向に沿って全周に亘って磁場を形成しているので、所定方向(例えば、回転軸部材の軸心方向)での磁束の変化が生じない。回転軸部材にトルクが加えられると、そのトルクの大きさに応じて磁歪環が歪むことになり、所定方向(例えば、回転軸部材の軸心方向)においてトルクの大きさに応じた磁束の変化が生じる。第1領域と第2領域とは、回転軸部材の周方向において反対側に沿う磁場を形成しているので、回転軸部材にトルクが加えられると、所定方向(例えば、回転軸部材の軸心方向)において反対側に磁束の変化が生じる。
そこで、従来のトルクセンサ装置では、トルク検出部が、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値との差に基づいて、回転軸部材に加えられるトルクの大きさを検出している(例えば、特許文献1参照。)。
The torque sensor device as described above detects the magnitude of torque applied to various rotary shaft members such as a vehicle steering shaft, engine crankshaft, drive shaft, electric motor and generator input or output shaft. .
When no torque is applied to the rotating shaft member, a magnetic field is formed over the entire circumference along the circumferential direction of the rotating shaft member in each of the first region and the second region. The magnetic flux does not change in the axial direction of the rotating shaft member. When torque is applied to the rotating shaft member, the magnetostrictive ring is distorted according to the magnitude of the torque, and the change of the magnetic flux according to the magnitude of torque in a predetermined direction (for example, the axial direction of the rotating shaft member). Occurs. Since the first region and the second region form a magnetic field along the opposite side in the circumferential direction of the rotating shaft member, when torque is applied to the rotating shaft member, the first region and the second region (for example, the axis of the rotating shaft member). Direction), the magnetic flux changes on the opposite side.
Therefore, in the conventional torque sensor device, the torque detector detects the magnitude of the torque applied to the rotating shaft member based on the difference between the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor. (For example, refer to Patent Document 1).
第1磁気センサ及び第2磁気センサにて磁束の変化を検出する所定方向(例えば、回転軸部材の軸心方向)と地磁気の流れ方向とが一致する等により所定方向に外部ノイズが到来することがある。そこで、従来のトルクセンサ装置では、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値との差を取ることによって所定方向の外部ノイズを相殺している。したがって、地磁気等により所定方向に外部ノイズが到来した場合でも、回転軸部材に加えられるトルクを精度よく検出できる。 External noise arrives in a predetermined direction, for example, when a predetermined direction (for example, the axial direction of the rotating shaft member) for detecting a change in magnetic flux by the first magnetic sensor and the second magnetic sensor coincides with the flow direction of geomagnetism. There is. Therefore, in the conventional torque sensor device, the external noise in a predetermined direction is canceled by taking the difference between the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor. Therefore, even when external noise arrives in a predetermined direction due to geomagnetism or the like, the torque applied to the rotating shaft member can be accurately detected.
上記従来のトルクセンサ装置では、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障している場合であっても、その故障しているセンサの検出値が零等のある値であれば、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値との間に差が生じることになり、回転軸部材にその差に基づくトルクが加えられているものとして検出していることになる。したがって、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していることを判定できない虞がある。 In the above-described conventional torque sensor device, even if one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is out of order, if the detected value of the failed sensor is a certain value such as zero. Therefore, a difference occurs between the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor, and it is detected that torque based on the difference is applied to the rotating shaft member. . Therefore, it may not be possible to determine that one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is out of order.
そこで、図10に示すように、図中白抜き矢印にて示すように磁場が形成された第1領域2a及び第2領域2bを備えた磁歪環2を回転軸部材1に固着したトルクセンサ装置において、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の夫々に対して故障検出用磁気センサ100を設けて、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4が故障しているか否かを判定することが考えられる。図10では、回転軸部材1にトルクが加えられることにより、第1領域2aと第2領域2bとで回転軸部材1の軸心方向Xにおいて反対側に磁束C1,C2が生じている状態を示している。
第1磁気センサ3に対して設ける故障判定用磁気センサ100は、第1磁気センサ3と同様に第1領域2aに生じる所定方向(例えば、回転軸部材1の軸心方向X)での磁束の変化を検出するものである。そして、故障判定用磁気センサ100は、磁束の変化を検出する方向が所定方向(例えば、回転軸部材1の軸心方向X)において第1磁気センサ3とは反対側となるように設けている。
Therefore, as shown in FIG. 10, a torque sensor device in which a
The failure determination
第1磁気センサ3とそれに対する故障検出用磁気センサ100とは、所定方向(例えば、回転軸部材1の軸心方向X)において同じ磁束の変化を互いに反対側の磁束の変化として検出する。したがって、第1磁気センサ3及び故障検出用磁気センサ100が正常であれば、第1磁気センサ3の検出値と故障検出用磁気センサ100の検出値との和が所定値(例えば「0」)となる。そこで、第1磁気センサ3の検出値と故障検出用磁気センサ100の検出値との和が所定値(例えば「0」)とならない場合に、第1磁気センサ3が故障していると判定できる。
同様にして、第2磁気センサ4の検出値と故障検出用磁気センサ100の検出値との和を求めることにより、第2磁気センサ4が故障していることも判定できる。
しかしながら、この場合には、第1磁気センサ及び第2磁気センサの夫々に対して、故障検出用磁気センサを設けなければならず、部品点数が増加するとともに、構成の複雑化を招く虞がある。
The first
Similarly, it can also be determined that the second
However, in this case, a failure detection magnetic sensor must be provided for each of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor, which increases the number of parts and may lead to a complicated configuration. .
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部材点数の増加及び構成の複雑化を招くことなく、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していることを判定できるトルクセンサ装置を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to break down one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor without increasing the number of members and complicating the configuration. It is in the point which provides the torque sensor apparatus which can determine that it is.
上記目的を達成するための本発明に係るトルクセンサ装置の特徴構成は、回転軸部材に固着されて、前記回転軸部材の周方向の一方に沿う磁場を形成するように磁化された第1領域と前記周方向の一方とは反対側に沿う磁場を形成するように磁化された第2領域とを前記回転軸部材の軸心方向に隣接するように配置した一対の領域を少なくとも1つ備えた磁歪環と、前記回転軸部材に加えられるトルクに応じて前記第1領域に生じる所定方向での磁束の変化を検出する第1磁気センサと、前記回転軸部材に加えられたトルクに応じて前記第2領域に生じる当該所定方向での磁束の変化を検出する第2磁気センサと、前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との差に基づいて、前記回転軸部材に加えられるトルクを検出するトルク検出部とを設けているトルクセンサ装置であって、前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との相関関係に基づいて、前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサの何れか一方が故障しているか否かを判定する故障判定部を設けている点にある。 In order to achieve the above object, the torque sensor device according to the present invention is characterized in that the first region is fixed to the rotating shaft member and magnetized so as to form a magnetic field along one of the circumferential directions of the rotating shaft member. And at least one pair of regions in which a second region magnetized so as to form a magnetic field along the opposite side of one of the circumferential directions is disposed adjacent to the axial direction of the rotating shaft member. A magnetostrictive ring; a first magnetic sensor that detects a change in magnetic flux in a predetermined direction that occurs in the first region in accordance with torque applied to the rotating shaft member; and the torque in accordance with torque applied to the rotating shaft member. Based on a difference between a detection value of the second magnetic sensor and a detection value of the second magnetic sensor that detects a change in magnetic flux in the predetermined direction that occurs in the second region, the rotating shaft member Detects torque applied to A torque sensor device comprising: a torque detector; and a first magnetic sensor and a second magnetic sensor based on a correlation between a detected value of the first magnetic sensor and a detected value of the second magnetic sensor. A failure determination unit that determines whether any one of the sensors has failed is provided.
すなわち、回転軸部材にトルクが加えられる際には、所定方向(例えば、回転軸部材の軸心方向)において第1領域と第2領域とで反対側に磁束の変化が生じるので、第1磁気センサ及び第2磁気センサの両方が正常である場合には、一方の検出値が増加すると他方の検出値が減少する等の関係が成り立っている。したがって、その関係が崩れていると、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していると判定できる。
そこで、本発明では、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値との相関関係に基づいて、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障しているか否かを判定する故障判定部を設けることにより、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していることを判定している。
このように、単に、故障判定部を設けるだけでよいので、部材点数の増加及び構成の複雑化を招くことなく、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していることを判定できるトルクセンサ装置を提供できるに至った。
That is, when torque is applied to the rotating shaft member, the magnetic flux changes on the opposite side between the first region and the second region in a predetermined direction (for example, the axial direction of the rotating shaft member). When both the sensor and the second magnetic sensor are normal, there is a relationship such that when one detection value increases, the other detection value decreases. Therefore, if the relationship is broken, it can be determined that one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is broken.
Therefore, in the present invention, based on the correlation between the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor, whether or not one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor has failed is determined. By providing a failure determination unit for determining, it is determined that either one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor has failed.
In this way, since it is only necessary to provide a failure determination unit, it is possible to determine that either one of the first magnetic sensor or the second magnetic sensor has failed without causing an increase in the number of members and a complicated configuration. A torque sensor device that can be determined can be provided.
本発明に係るトルクセンサ装置では、前記故障判定部は、前記第1磁気センサの検出値及び前記第2磁気センサの検出値の何れか一方が所定時間の間に所定量増加側又は減少側に変化したときに、他方が当該所定時間の間に当該所定量に対応する量減少側又は増加側に変化していない場合に、前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサの何れか一方が故障していると判定するように構成していると好適である。 In the torque sensor device according to the present invention, the failure determination unit may cause the detection value of the first magnetic sensor or the detection value of the second magnetic sensor to increase or decrease by a predetermined amount during a predetermined time. If one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor fails when the other does not change to the decrease side or the increase side corresponding to the predetermined amount during the predetermined time, It is preferable that the configuration is such that it is determined that the image is being performed.
すなわち、第1磁気センサ及び第2磁気センサの両方が正常である場合には、所定時間の間において、例えば、第1磁気センサの検出値が所定量増加側又は減少側に変化すると第2磁気センサの検出値が当該所定量に対応する量減少側又は増加側に変化するという関係が成り立っている。
そこで、故障判定部は、所定時間の間における第1磁気センサの検出値の変化と第2磁気センサの検出値の変化とを比較して、第1磁気センサの検出値及び第2磁気センサの検出値の何れか一方が所定量増加側又は減少側に変化したときに、他方が当該所定量に対応する量減少側又は増加側に変化しているか否かにより、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障しているか否かを判定している。したがって、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していることを的確に判定できる。
That is, when both the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are normal, for example, if the detection value of the first magnetic sensor changes to a predetermined amount increase side or a decrease side during a predetermined time, the second magnetic sensor A relationship is established in which the detection value of the sensor changes to the amount decreasing side or increasing side corresponding to the predetermined amount.
Therefore, the failure determination unit compares the change in the detection value of the first magnetic sensor and the change in the detection value of the second magnetic sensor during a predetermined time, and compares the detection value of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. When one of the detection values changes to the predetermined amount increase side or the decrease side, the other depends on whether the other changes to the amount decrease side or the increase side corresponding to the predetermined amount. It is determined whether any one of the magnetic sensors has failed. Accordingly, it can be accurately determined that either one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is out of order.
本発明に係るトルクセンサ装置では、前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との和が所定値となるように、前記第1磁気センサの検出値及び前記第2磁気センサの検出値の少なくとも一方を調整したときの調整状態を記憶する調整状態記憶部を設け、前記故障判定部は、前記調整状態記憶部にて記憶している調整状態となるように前記第1磁気センサの検出値及び前記第2磁気センサの検出値の少なくとも一方を調整したときに前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との和が当該所定値とならない場合に、前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサの何れか一方が故障していると判定するように構成していると好適である。 In the torque sensor device according to the present invention, the detection value of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are set such that the sum of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor becomes a predetermined value. An adjustment state storage unit that stores an adjustment state when at least one of the detection values of the sensor is adjusted is provided, and the failure determination unit is configured to have the adjustment state stored in the adjustment state storage unit. When the sum of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor does not become the predetermined value when at least one of the detection value of the magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor is adjusted. It is preferable that the configuration is such that any one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is determined to be faulty.
すなわち、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値との和が所定値となるように、第1磁気センサの検出値及び第2磁気センサの検出値の少なくとも一方を調整すると、第1磁気センサ及び第2磁気センサの両方が正常である場合には、第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との和が所定値となるという関係が成り立っている。
そこで、故障判定部は、調整状態記憶部にて記憶している調整状態となるように第1磁気センサの検出値及び第2磁気センサの検出値の少なくとも一方を調整したときの第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値との和と当該所定値と比較することにより、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障しているか否かを判定している。したがって、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していることを的確に判定できる。
That is, when adjusting at least one of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor so that the sum of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor becomes a predetermined value, When both the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are normal, there is a relationship that the sum of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor becomes a predetermined value.
Therefore, the failure determination unit adjusts at least one of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor so that the adjustment state stored in the adjustment state storage unit is obtained. By comparing the sum of the detected value and the detected value of the second magnetic sensor with the predetermined value, it is determined whether one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor has failed. Accordingly, it can be accurately determined that either one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is out of order.
本発明に係るトルクセンサ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
このトルクセンサ装置は、図1及び図2に示すように、回転軸部材1に固着されて第1領域2aと第2領域2bとを備えた磁歪環2、第1領域2aに生じる所定方向(回転軸部材1の軸心方向X)での磁束の変化を検出する第1磁気センサ3、第2領域2bに生じる所定方向(回転軸部材1の軸心方向X)での磁束の変化を検出する第2磁気センサ4を設けている。
An embodiment of a torque sensor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the torque sensor device is fixed to the
回転軸部材1は、車両のステアリングシャフト、エンジンクランクシャフト、ドライブシャフト、電動機及び発電機の入力又は出力シャフト等の各種の回転軸部材を用いることができる。
第1磁気センサ3と第2磁気センサ4とは、同一特性のセンサであり、例えば、ホール素子、ホールIC、半導体MR、MI素子、フラックスゲートセンサ等のセンサを用いることができる。
As the
The first
前記磁歪環2は、図1中白抜き矢印にて示すように、第1領域2aが回転軸部材1の周方向の一方に沿う磁場を形成するように磁化され、且つ、第2領域2bが回転部材1の周方向の反対側に沿う磁場を形成するように磁化されている。第1領域2aと第2領域2bとは、回転軸部材1の軸心方向Xに隣接するように配置している。
第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4は、図外の支持部材にて磁歪環2の周囲に配置している。回転軸部材1の軸心方向Xにおいて、第1磁気センサ3が第1領域2aに対応する位置に配置してあり、第2磁気センサ4が第2領域2bに対応する位置に配置している。
The
The first
図1に示すように、回転軸部材1にトルクが加えられていない場合には、第1領域2a及び第2領域2bの夫々において回転軸部材1の周方向に沿って全周に亘って磁場を形成しているので、回転軸部材1の軸心方向Xでの磁束が生じていない。図2に示すように、回転軸部材1にトルクが加えられると、そのトルクの大きさに応じて磁歪環2が歪むことになり、図2中矢印にて示すように、回転軸部材1の軸心方向Xにおいて磁束が生じる。第1領域2aと第2領域2bとは、回転軸部材1の周方向において反対側に沿う磁場を形成しているので、回転軸部材1の軸心方向Xにおいて反対側に磁束C1,C2が生じる。
第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4は、図2中右側を正とし且つ左側を負として、回転軸部材1の軸心方向Xでの磁束の変化を検出する。図2に示すものでは、第1磁気センサ3が負の磁束C1を検出し、且つ、第2磁気センサ4が正の磁束C2を検出する。
As shown in FIG. 1, when no torque is applied to the
The first
このトルクセンサ装置は、図3に示すように、第1磁気センサ3の検出値(以下、第1出力値と称する)と第2磁気センサ4の検出値(以下、第2出力値と称する)との差に基づいて、回転軸部材1に加えられるトルクを検出するトルク検出部5を設けている。第1磁気センサ3の第1出力値及び第2磁気センサ4の第2出力値は、出力調整部6にて出力値が調整されたのちトルク検出部5に入力されている。
前記トルク検出部5は、出力調整部6から入力する第1磁気センサ3の第1出力値と第2磁気センサ4の第2出力値との差を求め、その求めた出力値の差により図4を用いて、回転軸部材1に加えられるトルクの大きさを求めている。図4は、出力値の差とトルクとの予め定められた関係を示すものであり、トルク検出部5はこの関係を図4のように出力する。
As shown in FIG. 3, the torque sensor device includes a detection value of the first magnetic sensor 3 (hereinafter referred to as a first output value) and a detection value of the second magnetic sensor 4 (hereinafter referred to as a second output value). Based on the difference between them, a
The
前記出力調整部6における出力値の調整について説明する。
各トルクの大きさにおける第1磁気センサ3の第1出力値A及び第2磁気センサ4の第2出力値Bを図5に例示する。図5に示すものでは、トルクが「0」であるときに第1出力値Aと第2出力値Bとの差が「0」となっていない。第1磁気センサ3の第1出力値と第2磁気センサ4の第2出力値との差によりトルクを求めるので、トルクが「0」であるときに第1出力値と第2出力値との差が「0」となっていることが必要である。
また、図5に示すものでは、第1出力値Aの傾きの大きさと第2出力値Bの傾きの大きさとが異なり、第1磁気センサ3の感度と第2磁気センサ4の感度とが異なっている。第1磁気センサ3の感度と第2磁気センサ4の感度とを同じにしておくのがよい。
The adjustment of the output value in the output adjustment unit 6 will be described.
FIG. 5 illustrates the first output value A of the first
Further, in the case shown in FIG. 5, the magnitude of the slope of the first output value A is different from the magnitude of the slope of the second output value B, and the sensitivity of the first
そこで、図6に示すように、出力調整部6が、零点調整及び感度調整を行い、第1出力値Aを調整第1出力値A1に調整し且つ第2出力値Bを調整第2出力値B1に調整して、トルクが「0」であるときに調整第1出力値A1と調整第2出力値B1との差が「0」となるようにするとともに、調整第1出力値A1の傾きの大きさと調整第2出力値B1の傾きの大きさとが同じになるようにしている。
このようにして、出力調整部6は、零点調整及び感度調整した調整第1出力値A1及び調整第2出力値B1をトルク検出部5に出力している。
Therefore, as shown in FIG. 6, the output adjustment unit 6 performs zero point adjustment and sensitivity adjustment, adjusts the first output value A to the adjusted first output value A1, and adjusts the second output value B to the second output value. B1 is adjusted so that when the torque is “0”, the difference between the adjusted first output value A1 and the adjusted second output value B1 becomes “0”, and the slope of the adjusted first output value A1 And the slope of the adjusted second output value B1 are the same.
In this way, the output adjustment unit 6 outputs the adjusted first output value A1 and the adjusted second output value B1 that have been adjusted to zero and sensitivity to the
このトルクセンサ装置は、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一が故障しているか否かを判定する故障判定部7を設けている。故障判定部7は、第1磁気センサ3の検出値と第2磁気センサ4の検出値との相関関係に基づいて、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障しているか否かを判定するように構成している。
This torque sensor device is provided with a
前記故障判定部7には、図6に示すように、出力調整部6にて調整された第1磁気センサ3の調整第1出力値A1と第2磁気センサ4の調整第2出力値B1とが入力される。第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の両方が正常である場合には、所定時間Tの間において、調整第1出力値A1と調整第2出力値B1とが増減を反対側として変化してその変化量が対応している。
例えば、所定時間Tの間に調整第1出力値A1がa1からa2に増加側に変化したときに、その所定時間Tの間に調整第2出力値B1がb1からb2に減少側に変化するという関係が成り立っている。
As shown in FIG. 6, the
For example, when the adjusted first output value A1 changes from a1 to a2 during the predetermined time T, the adjusted second output value B1 changes from b1 to b2 during the predetermined time T. The relationship is established.
そこで、故障判定部7は、例えば、所定時間Tの間に第1磁気センサ3の調整第1出力値A1がa1からa2に変化したときに、その所定時間Tの間に第2磁気センサ4の調整第2出力値B1がb1からb2に変化しない場合に、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障していると判定する。
すなわち、故障判定部7は、調整第1出力値A1及び調整第2出力値B1の何れか一方が所定時間の間に所定量増加側又は減少側に変化したときに、他方が当該所定時間の間に当該所定量に対応する量減少側又は増加側に変化していない場合に、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障していると判定するように構成している。
このときの所定時間は、調整第1出力値A1及び調整第2出力値B1の何れか一方が変化する時間であればよく、一定時間とする又は所定時間を変更可能にすることができる。このときの当該所定量に対応する量は、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の両方が正常であると、調整第1出力値A1及び調整第2出力値B1の何れか一方が変化したときに他方がその変化に伴って変化する量であり、当該所定量とその当該所定量に対応する量とは同一である必要はない。
Therefore, for example, when the adjusted first output value A1 of the first
That is, when one of the adjusted first output value A1 and the adjusted second output value B1 changes to a predetermined amount increase side or a decrease side during a predetermined time, the
The predetermined time at this time may be a time when either one of the adjusted first output value A1 and the adjusted second output value B1 changes, and may be a fixed time or change the predetermined time. At this time, when the first
このように、故障判定部7は、所定時間Tの間における第1磁気センサ3の調整第1出力値A1の変化と第2磁気センサ4の調整第2出力値B1の変化とを比較して、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障しているか否かを判定している。故障判定部7は、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障していると判定すると、異常信号を外部に出力するように構成している。
As described above, the
〔第2実施形態〕
この第2実施形態は、上記第1実施形態における故障判定部7の別実施形態を示すものである。
この第2実施形態では、図7に示すように、第1磁気センサ3の第1出力値Aと第2磁気センサ4の第2出力値Bとの和が所定値となるように、第1出力値A及び第2出力値Bの両方を調整したときの調整状態を記憶する調整状態記憶部8を設けている。
この調整状態記憶部8は、第1出力値A及び第2出力値Bの両方を調整して第1出力値Aと第2出力値Bとの和が所定値となるようにしているが、第1出力値A及び第2出力値Bの何れか一方を調整して第1出力値Aと第2出力値Bとの和が所定値となるようにすることもできる。
[Second Embodiment]
This 2nd Embodiment shows another embodiment of the
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the first output value A of the first
The adjustment state storage unit 8 adjusts both the first output value A and the second output value B so that the sum of the first output value A and the second output value B becomes a predetermined value. It is also possible to adjust one of the first output value A and the second output value B so that the sum of the first output value A and the second output value B becomes a predetermined value.
図5に示すものでは、第1磁気センサ3の第1出力値Aと第2磁気センサ4の第2出力値Bとの和がトルクの大きさによって異なる。調整状態記憶部8は、図8に示すように、第1出力値Aと第2出力値Bとが所定値Kを中心として正と負とに対称になるように、第1出力値Aを調整第1出力値A2に調整し且つ第2出力値Bを調整第2出力値B2に調整し、そのときの第1出力値A及び第2出力値Bの調整状態を記憶する。このときの調整状態は、例えば、第1出力値Aを調整第1出力値A2に調整するための大小方向における調整量、並びに、第2出力値Bを調整第2出力値B2に調整するための大小方向における調整量である。所定値Kは、一定値とする又は変更可能にすることができる。ちなみに、図8に示す調整第1出力値A2及び調整第2出力値B2は、図6に示す調整第1出力値A1及び調整第2出力値A2と同様のものとなる。したがって、第1出力値Aと第2出力値Bとの和が所定値となるように第1出力値A及び第2出力値Bの両方を調整することは、第1出力値A及び第2出力値Bの夫々を零点調整及び感度調整行うことと同様になる。
調整状態記憶部8は、第1磁気センサ3の第1出力値A及びその第1出力値Aについて記憶している調整状態、並びに、第2磁気センサ4の第2出力値B及びその第2出力値Bについて記憶している調整状態を故障判定部7に出力する。
In the example shown in FIG. 5, the sum of the first output value A of the first
The adjustment state storage unit 8 stores the adjustment state stored for the first output value A of the first
第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の両方が正常である場合には、図8に示すように、調整状態記憶部8にて記憶している調整状態となるように第1出力値A及び第2出力値Bの両方を調整すると、調整後の第1出力値Aと調整後の第2出力値Bとの和が所定値Kとなるという関係が成り立っている。故障判定部7は、調整状態記憶部8にて記憶している調整状態となるように第1出力値A及び第2出力値Bの両方を調整し、調整後の第1出力値Aと調整後の第2出力値Bとの和が所定値Kとならない場合に、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障していると判定する。
このように、故障判定部7は、ある時点における第1磁気センサ3の第1出力値と第2磁気センサ4の出力値とを比較して、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障しているか否かを判定している。
When both the first
In this way, the
〔別実施形態〕
(1)上記第1及び第2実施形態において、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4にて磁束の変化を精度よく検出するために、透磁率の高い材料にて形成したヨークや外部ノイズの影響を除去するシールド部材を設けることができる。
例えば、図9に示すように、第1磁気センサ3と第2磁気センサ4との間に内側ヨーク9を配設し、第1磁気センサ3の外側及び第2磁気センサ4の外側の夫々に外側ヨーク10を配設することができる。
[Another embodiment]
(1) In the first and second embodiments described above, in order to accurately detect a change in magnetic flux with the first
For example, as shown in FIG. 9, an
(2)上記第1実施形態では、故障判定部7が、第1磁気センサ3の第1出力値と第2磁気センサ4の第2出力値との夫々を出力調整部6にて零点調整及び感度調整した出力値に基づいて、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障しているか否かを判定している。この構成に代えて、例えば、故障判定部7が、第1磁気センサ3の第1出力値と第2磁気センサ4の第2出力値との夫々を出力調整部6にて零点調整のみを行った出力値に基づいて、第1磁気センサ3及び第2磁気センサ4の何れか一方が故障しているか否かを判定することもできる。
(2) In the first embodiment, the
(3)上記2実施形態において、調整状態記憶部8が、出力調整部6を兼用することもできる。つまり、調整状態記憶部8が、第1磁気センサ3の第1出力値Aと第2磁気センサ4の第2出力値Bとの和が所定値となるように、第1出力値A及び第2出力値Bの少なくとも何れか一方を調整してそのときの調整状態を記憶するとともに、第1出力値A及び第2出力値Bの夫々を零点調整及び感度調整を行ってトルク検出部5に出力する。
(3) In the above two embodiments, the adjustment state storage unit 8 can also serve as the output adjustment unit 6. That is, the adjustment state storage unit 8 causes the first output value A and the first output value so that the sum of the first output value A of the first
(4)上記第1及び第2実施形態では、磁歪環2に第1領域2aと第2領域2bとの一対の領域を一つ備えているが、磁歪環2に備える一対の領域の数は適宜変更することができる。例えば、2つの第2領域2bにて一つの第1領域2aを挟み込むようにして、一つの第1領域2aが2つの第1領域2aを兼用するように備えることもできる。
(4) In the first and second embodiments, the
以上の如く、本発明は、第1領域と第2領域とを備えた磁歪環と、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値との差に基づいて、回転軸部材に加えられるトルクを検出するトルク検出部とを設け、部材点数の増加及び構成の複雑化を招くことなく、第1磁気センサ及び第2磁気センサの何れか一方が故障していることを判定できる各種のトルクセンサ装置に適応可能である。 As described above, the present invention is based on the magnetostrictive ring including the first region and the second region, and based on the difference between the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor, And a torque detector for detecting the torque to be generated, and various types of which can determine whether one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is out of order without increasing the number of members and complicating the configuration. Applicable to torque sensor device.
1 回転軸部材
2 磁歪環
2a 第1領域
2b 第2領域
3 第1磁気センサ
4 第2磁気センサ
5 トルク検出部
7 故障判定部
8 調整状態記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回転軸部材に加えられるトルクに応じて前記第1領域に生じる所定方向での磁束の変化を検出する第1磁気センサと、
前記回転軸部材に加えられたトルクに応じて前記第2領域に生じる当該所定方向での磁束の変化を検出する第2磁気センサと、
前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との差に基づいて、前記回転軸部材に加えられるトルクを検出するトルク検出部とを設けているトルクセンサ装置であって、
前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との相関関係に基づいて、前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサの何れか一方が故障しているか否かを判定する故障判定部を設けているトルクセンサ装置。 The first region fixed to the rotating shaft member and magnetized so as to form a magnetic field along one circumferential direction of the rotating shaft member and magnetized so as to form a magnetic field along the opposite side of the one circumferential direction A magnetostrictive ring provided with at least one pair of regions in which the second region is arranged so as to be adjacent to the axial center direction of the rotating shaft member;
A first magnetic sensor for detecting a change in magnetic flux in a predetermined direction generated in the first region in accordance with a torque applied to the rotating shaft member;
A second magnetic sensor for detecting a change in magnetic flux in the predetermined direction that occurs in the second region in accordance with torque applied to the rotating shaft member;
A torque sensor device provided with a torque detector that detects torque applied to the rotary shaft member based on a difference between a detection value of the first magnetic sensor and a detection value of the second magnetic sensor;
Based on the correlation between the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor, it is determined whether one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor has failed. A torque sensor device provided with a failure determination unit.
前記故障判定部は、前記調整状態記憶部にて記憶している調整状態となるように前記第1磁気センサの検出値及び前記第2磁気センサの検出値の少なくとも一方を調整したときに前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値との和が当該所定値とならない場合に、前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサの何れか一方が故障していると判定するように構成している請求項1に記載のトルクセンサ装置。 At least one of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor is adjusted so that the sum of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor becomes a predetermined value. An adjustment status storage unit is provided for storing the adjustment status when
The failure determination unit adjusts at least one of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor so as to be in the adjustment state stored in the adjustment state storage unit. When the sum of the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor does not become the predetermined value, it is determined that one of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is out of order. The torque sensor device according to claim 1 configured as described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085029A JP2008241589A (en) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | Torque sensor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085029A JP2008241589A (en) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | Torque sensor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008241589A true JP2008241589A (en) | 2008-10-09 |
Family
ID=39913111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007085029A Pending JP2008241589A (en) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | Torque sensor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008241589A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8141415B2 (en) | 2009-12-16 | 2012-03-27 | Ono Sokki Co., Ltd. | Tire testing device |
JP2020020786A (en) * | 2018-07-09 | 2020-02-06 | メソード・エレクトロニクス・マルタ・リミテッドMethode Electronics Malta Ltd. | Multi-point balanced configuration magnetometer |
US20210302246A1 (en) * | 2018-08-15 | 2021-09-30 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Torque sensor device, method for determining a torque, stator and stator arrangement |
DE102013110703B4 (en) | 2012-11-15 | 2023-05-04 | Denso Corporation | torque sensor |
-
2007
- 2007-03-28 JP JP2007085029A patent/JP2008241589A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8141415B2 (en) | 2009-12-16 | 2012-03-27 | Ono Sokki Co., Ltd. | Tire testing device |
DE102013110703B4 (en) | 2012-11-15 | 2023-05-04 | Denso Corporation | torque sensor |
JP2020020786A (en) * | 2018-07-09 | 2020-02-06 | メソード・エレクトロニクス・マルタ・リミテッドMethode Electronics Malta Ltd. | Multi-point balanced configuration magnetometer |
US20210302246A1 (en) * | 2018-08-15 | 2021-09-30 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Torque sensor device, method for determining a torque, stator and stator arrangement |
US11860053B2 (en) * | 2018-08-15 | 2024-01-02 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Torque sensor device, method for determining a torque, stator and stator arrangement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4797721B2 (en) | Rotation angle detector | |
US20090078058A1 (en) | Torque sensor | |
US20090146650A1 (en) | Rotation angle sensor and scissors gear suitable therefor | |
US9347843B2 (en) | Low-height sensor for measuring torque angle | |
JP2008241589A (en) | Torque sensor device | |
JP2010038765A (en) | Rotation detector | |
JPH08184602A (en) | Rolling bearing unit with rotating speed detector | |
JP4527448B2 (en) | Shaft member torsion torque sensor and manufacturing method thereof | |
JP4305271B2 (en) | Magnetostrictive torque sensor | |
JP6129276B1 (en) | Non-contact rotation angle detector | |
JP6675570B2 (en) | Magnetostrictive torque sensor | |
JP2008157762A (en) | Torque-measuring device | |
JP2009014544A (en) | Angle sensor | |
JP6841472B2 (en) | Magnetostrictive torque sensor | |
JP4704018B2 (en) | Torque sensor | |
JP6883843B2 (en) | Torque detector | |
CN111492218A (en) | Correction method for zero point error in torque sensor | |
JP4477416B2 (en) | Rotation position detector | |
JP6989114B2 (en) | Torque detector | |
JP4941378B2 (en) | Rotation angle detector | |
JP7110960B2 (en) | torque sensor | |
US20230408352A1 (en) | Rotary member inspection method and rotary member inspection apparatus | |
JP2021071463A (en) | Magnetic encoder shaft structure, disk unit, and magnetic encoder | |
JP3734397B2 (en) | Torque sensor | |
JPH03269330A (en) | Torque sensor |