JP2021021684A - トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 - Google Patents
トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021021684A JP2021021684A JP2019139627A JP2019139627A JP2021021684A JP 2021021684 A JP2021021684 A JP 2021021684A JP 2019139627 A JP2019139627 A JP 2019139627A JP 2019139627 A JP2019139627 A JP 2019139627A JP 2021021684 A JP2021021684 A JP 2021021684A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- period
- dead time
- torque
- torque detector
- coil
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 37
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 35
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/45—Control or actuating devices therefor
- B62M6/50—Control or actuating devices therefor characterised by detectors or sensors, or arrangement thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
- B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
- B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
- B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
- B62J45/411—Torque sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
- B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
- B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
- B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
- B62J45/421—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting at the pedal crank
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
- B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
- B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/225—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to foot actuated controls, e.g. brake pedals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Transportation (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
まず、実施の形態1に係るトルク検出器について説明する。
図1は、本実施の形態に係るトルク検出器1の回路図である。本実施の形態に係るトルク検出器1は、例えば自転車のクランク軸に入力されるトルクを検出する。
続いて、本実施の形態に係るトルク検出器1の動作について、図4を用いて説明する。図4は、本実施の形態に係るトルク検出器1の特徴量の時間変化を示すグラフである。図4では、電源電圧Vccの電圧値が3.3Vの場合を表している。なお、電源電圧Vccの電圧値は、これに限定されず、例えば5Vであってもよく、他の値であってもよい。
以上のように、本実施の形態に係るトルク検出器1は、対象物に生じるトルクを検出する磁歪式のトルク検出器である。トルク検出器1は、互いに直列に接続された第1コイルL1及び第1抵抗R1と、互いに直列に接続された第2コイルL2及び第2抵抗R2との並列回路を含むブリッジ回路10と、2つのスイッチング素子SW1及びSW2を含み、ブリッジ回路10に第1電圧を供給するハーフブリッジ型の電源回路20と、ブリッジ回路10に接続され、第2電圧を保持するキャパシタCと、2つのスイッチング素子SW1及びSW2のオンオフを交互に繰り返し切り替えることで、電源回路20に第1電圧を生成させる駆動部31と、第1コイルL1と第1抵抗R1との接続点、及び、第2コイルL2と第2抵抗R2との接続点間の電位差に基づいてトルクを検出する信号処理部32とを備える。駆動部31は、2つのスイッチング素子SW1及びSW2のオンオフを切り替える時に、2つのスイッチング素子SW1及びSW2の両方がオフになるデッドタイムを設定する。
続いて、実施の形態2について説明する。
図5は、本実施の形態に係るトルク検出器101の回路図である。図5に示されるように、トルク検出器101は、図1に示されるトルク検出器1と比較して、新たにバイアス回路170を備える点が相違する。また、トルク検出器101のMCU30は、駆動部31の代わりに駆動部131を備える。
図6は、比較例に係るトルク検出器の特徴量の時間変化を示すグラフである。図6では、待機期間を設けることなく、電源の投入と同時に電源回路20のスイッチングを開始した場合の特徴量の時間変化を示している。図6の(a)は、第1コイルL1を流れる第1コイル電流I1、又は、第2コイルL2を流れる第2コイル電流I2の時間変化を示している。図6の(b)は、キャパシタCの両端間の電圧(すなわち、キャパシタ電圧)の時間変化を示している。
続いて、実施の形態3について説明する。
続いて、実施の形態4について説明する。
続いて、実施の形態5について説明する。
以上のように、本実施の形態に係るトルク検出器101では、駆動部131は、デッドタイムを周期的に変化させる。
続いて、実施の形態6について説明する。
以上のように、本実施の形態に係るトルク検出器201では、信号処理部232は、電源回路20とブリッジ回路10との接続点の電位に基づいて、トルク検出器201の異常を検知する。
続いて、実施の形態7について説明する。
以上のように、本実施の形態に係るモータユニット301は、例えば、トルク検出器1、101又は201を備える。また、本実施の形態に係る電動自転車300は、モータユニット301を備える。
以上、本発明に係るトルク検出器、モータユニット及び電動自転車について、上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
10 ブリッジ回路
13 第3端子(接続点)
14 第4端子(接続点)
20 電源回路
21 出力端子(接続点)
31、131 駆動部
32、232 信号処理部
56 トルク伝達手段(対象物)
170 バイアス回路
300 電動自転車
301 モータユニット
C キャパシタ
L1 第1コイル
L2 第2コイル
R1 第1抵抗
R2 第2抵抗
R3 第3抵抗
R4 第4抵抗
SW1、SW2 スイッチング素子
Claims (10)
- 対象物に生じるトルクを検出する磁歪式のトルク検出器であって、
互いに直列に接続された第1コイル及び第1抵抗と、互いに直列に接続された第2コイル及び第2抵抗との並列回路を含むブリッジ回路と、
2つのスイッチング素子を含み、前記ブリッジ回路に第1電圧を供給するハーフブリッジ型の電源回路と、
前記ブリッジ回路に接続され、第2電圧を保持するキャパシタと、
前記2つのスイッチング素子のオンオフを交互に繰り返し切り替えることで、前記電源回路に前記第1電圧を生成させる駆動部と、
前記第1コイルと前記第1抵抗との接続点、及び、前記第2コイルと前記第2抵抗との接続点間の電位差に基づいて前記トルクを検出する信号処理部とを備え、
前記駆動部は、前記2つのスイッチング素子のオンオフを切り替える時に、前記2つのスイッチング素子の両方がオフになるデッドタイムを設定する
トルク検出器。 - さらに、前記キャパシタに直流バイアス電圧を供給するバイアス回路を備える
請求項1に記載のトルク検出器。 - 前記駆動部は、前記2つのスイッチング素子のオンオフの切り替えを開始した時点から第1期間におけるデッドタイムを、前記第1期間より後の第2期間におけるデッドタイムよりも長く設定する
請求項1又は2に記載のトルク検出器。 - 前記駆動部は、前記2つのスイッチング素子のオンオフの切り替えを終了した時点以前の第3期間におけるデッドタイムを、前記第3期間より前の第4期間におけるデッドタイムよりも長く設定する
請求項1〜3のいずれか1項に記載のトルク検出器。 - 前記駆動部は、デッドタイムを周期的に変化させる
請求項1〜4のいずれか1項に記載のトルク検出器。 - 前記駆動部は、前記トルクを検出する検出期間と、前記検出期間中のデッドタイムよりも長いデッドタイムが設定された中断期間とを繰り返すように、デッドタイムを周期的に変化させる
請求項5に記載のトルク検出器。 - 前記駆動部は、前記トルクを検出する検出期間と、前記検出期間中のデッドタイムよりも長いデッドタイムが設定された第1中断期間と、前記2つのスイッチング素子の両方のオンオフの切り替えを停止する停止期間と、前記検出期間中のデッドタイムよりも長いデッドタイムが設定された第2中断期間とを、この順で繰り返すように、デッドタイムを周期的に変化させる
請求項5に記載のトルク検出器。 - 前記信号処理部は、前記電源回路と前記ブリッジ回路との接続点の電位に基づいて、前記トルク検出器の異常を検知する
請求項1〜7のいずれか1項に記載のトルク検出器。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のトルク検出器を備える
モータユニット。 - 請求項9に記載のモータユニットを備える電動自転車。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019139627A JP7324997B2 (ja) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 |
DE112020003644.8T DE112020003644T5 (de) | 2019-07-30 | 2020-07-28 | Drehmomentdetektor, Motoreinheit und Elektrofahrrad |
PCT/JP2020/028938 WO2021020404A1 (ja) | 2019-07-30 | 2020-07-28 | トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019139627A JP7324997B2 (ja) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021021684A true JP2021021684A (ja) | 2021-02-18 |
JP7324997B2 JP7324997B2 (ja) | 2023-08-14 |
Family
ID=74229941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019139627A Active JP7324997B2 (ja) | 2019-07-30 | 2019-07-30 | トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7324997B2 (ja) |
DE (1) | DE112020003644T5 (ja) |
WO (1) | WO2021020404A1 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2004170304A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | トルクセンサ |
JP2004273161A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Kyoshin Denki Seisakusho:Kk | インバータ装置 |
JP2011036031A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Daikin Industries Ltd | 電力変換装置 |
US20120126833A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-24 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Non-contact stress measuring device |
WO2012176358A1 (ja) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置及び電動パワーステアリング装置 |
WO2017057749A1 (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
-
2019
- 2019-07-30 JP JP2019139627A patent/JP7324997B2/ja active Active
-
2020
- 2020-07-28 DE DE112020003644.8T patent/DE112020003644T5/de active Pending
- 2020-07-28 WO PCT/JP2020/028938 patent/WO2021020404A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2004170304A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Toshiba Corp | トルクセンサ |
JP2004273161A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Kyoshin Denki Seisakusho:Kk | インバータ装置 |
JP2011036031A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Daikin Industries Ltd | 電力変換装置 |
US20120126833A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-24 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Non-contact stress measuring device |
WO2012176358A1 (ja) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置及び電動パワーステアリング装置 |
WO2017057749A1 (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112020003644T5 (de) | 2022-04-21 |
WO2021020404A1 (ja) | 2021-02-04 |
JP7324997B2 (ja) | 2023-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI294215B (ja) | ||
US7385380B2 (en) | Switching power supply | |
JP6486139B2 (ja) | デッドタイム調整回路 | |
US8912780B2 (en) | Switching control circuit | |
JP2008206348A (ja) | 半導体装置 | |
JP2010226916A (ja) | スイッチング電源装置、及びその制御回路 | |
JP2009207242A (ja) | 電源装置 | |
JP2010025946A (ja) | 電流感知を伴う燃料計電力スイッチ | |
US8421390B2 (en) | Fan motor control device | |
JP2012129971A (ja) | 負荷駆動装置 | |
CN103080863B (zh) | 电流控制用半导体元件和使用它的控制装置 | |
WO2021020404A1 (ja) | トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 | |
JP2014223001A (ja) | ファンモータ駆動装置、駆動方法ならびにそれを用いた冷却装置および電子機器 | |
WO2018135553A1 (ja) | 流体制御装置および血圧計 | |
JP2006262677A (ja) | 電流検出方法 | |
JP6034575B2 (ja) | センサ信号生成装置 | |
JP6202208B2 (ja) | パワー半導体素子の電流検出装置 | |
TWI313957B (ja) | ||
CN111175564A (zh) | 一种无刷直流电机驱动器三相电流检测电路 | |
JP5463215B2 (ja) | 電動パワーステアリング用モータの制御装置 | |
JP6102450B2 (ja) | モータドライバ装置及びその制御方法 | |
JP5809461B2 (ja) | 直流モータ回転制御装置 | |
TW201318329A (zh) | 直流降壓轉換電路 | |
EP4075150B1 (en) | Leakage current detection circuit and fluxgate driver | |
JP5800152B2 (ja) | 磁気センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220615 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230612 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230620 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230718 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7324997 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |