JP2523200Y2 - Torque sensor - Google Patents

Torque sensor

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JP2523200Y2
JP2523200Y2 JP12704190U JP12704190U JP2523200Y2 JP 2523200 Y2 JP2523200 Y2 JP 2523200Y2 JP 12704190 U JP12704190 U JP 12704190U JP 12704190 U JP12704190 U JP 12704190U JP 2523200 Y2 JP2523200 Y2 JP 2523200Y2
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学 谷口
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はトルクセンサに関し、例えば自動車のパワー
ステアリング装置に好適なトルクセンサを提案するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a torque sensor, and proposes a torque sensor suitable for, for example, a power steering device of an automobile.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

自動車の操舵輪を操作する力を補助するパワーステア
リング装置として電動式のものが開発されている。この
電動パワーステアリング装置は第5図に示すように、直
流電源Eの電圧を、操舵機構に設けている操舵力を補助
する電動機を回転制御するパワーステアリング制御回路
CTRに与えている。トルクセンサTSが操舵輪に作用した
トルクを検出すると、その検出トルクをパワーステアリ
ング制御回路CTRに与え、パワーステアリング制御回路C
TRは、それに与えられた検出トルクに応じて操舵力を補
助する電動機を回転させる構造となっている。
2. Description of the Related Art An electric power steering device has been developed as a power steering device for assisting a force for operating a steering wheel of an automobile. As shown in FIG. 5, this electric power steering apparatus uses a power steering control circuit for controlling the voltage of a DC power supply E to rotate an electric motor for assisting a steering force provided in a steering mechanism.
Give to CTR. When the torque sensor TS detects the torque applied to the steered wheels, the detected torque is applied to the power steering control circuit CTR, and the power steering control circuit C
The TR has a structure in which an electric motor for assisting the steering force is rotated according to the detected torque given to the TR.

第6図はそのトルクセンサTSの要部を示すブロック図
である。図示しない電源安定化回路からコネクタCNの電
源端子TINに与えられた入力電圧VINはオフセット電圧発
生回路111,112へ与えており、更に電子回路各部へ与え
ている。発振回路110の発振電圧はバッファ回路113を介
してトルク検出用コイル114及び温度補償用コイル115へ
入力されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a main part of the torque sensor TS. The input voltage V IN applied to the power supply terminal T IN of the connector CN from the power supply stabilization circuit (not shown) is applied to the offset voltage generation circuits 111 and 112, and further to various parts of the electronic circuit. The oscillation voltage of the oscillation circuit 110 is input to the torque detection coil 114 and the temperature compensation coil 115 via the buffer circuit 113.

そして図示しない操舵軸に設けられて、それに作用す
るトルクに応じてインピーダンスが変化するよう構成し
てあるトルク検出用コイル114の交流電圧は、クランプ
回路116及び117へ入力されている。一方、温度補償用コ
イル115の交流電圧はクランプ回路118及び119へ入力さ
れている。クランプ回路116及び118の出力電圧は、ピー
ク検出回路120及び121へ各別に入力され、夫々の出力電
圧は差動増幅回路124へ入力されている。またクランプ
回路117及び119の出力電圧はピーク検出回路122及び123
へ各別に入力され、夫々の出力電圧は差動増幅回路125
へ入力されている。差動増幅回路124及び125の夫々の一
方の入力端子には、オフセット電圧発生回路111及び112
が出力するオフセット電圧が各別に与えられている。
An AC voltage of a torque detection coil 114 provided on a steering shaft (not shown) and configured so that the impedance changes according to the torque acting on the steering shaft is input to the clamp circuits 116 and 117. On the other hand, the AC voltage of the temperature compensation coil 115 is input to the clamp circuits 118 and 119. The output voltages of the clamp circuits 116 and 118 are individually input to the peak detection circuits 120 and 121, and the respective output voltages are input to the differential amplifier circuit 124. The output voltages of the clamp circuits 117 and 119 are equal to the peak detection circuits 122 and 123.
To the differential amplifier circuit 125.
Has been entered. Offset voltage generation circuits 111 and 112 are connected to one input terminals of the differential amplifier circuits 124 and 125, respectively.
Are provided separately for each of the offset voltages.

差動増幅回路124の出力電圧は電圧電流変換回路126へ
入力され、その出力電圧たる第1トルク信号ST1はコネ
クタCNの信号端子T1へ出力される。差動増幅回路125の
出力電圧は電圧電流変換回路127へ入力され、その出力
電圧たる第2トルク信号ST2はコネクタCNの信号端子T2
へ出力される。コネクタCNの接地端子T3は各電子回路部
の接地部とともに接地されている。
The output voltage of the differential amplifier circuit 124 is input to the voltage-current conversion circuit 126, the first torque signal S T1 serving its output voltage is outputted to the signal terminal T 1 of the connector CN. The output voltage of the differential amplifier circuit 125 is input to the voltage-current conversion circuit 127, the signal terminal T 2 of the its second torque signal serving output voltage S T2 connector CN
Output to A ground terminal T 3 of the connector CN is grounded with the ground part of the electronic circuit section.

このトルクセンサは、電源端子TINに入力電圧VINが与
えられると、発振回路110が発振動作をし、オフセット
電圧発生回路111及び112はオフセット電圧を出力する。
発振回路110の発振電圧はバッファ回路113を介してトル
ク検出用コイル114及び温度補償用コイル115へ入力さ
れ、それによりトルク検出用コイル114に生じる交流電
圧は、操舵輪の操作により作用したトルク及び周囲温度
に応じて変化し、クランプ回路116及び117へ入力され
る。
In this torque sensor, when an input voltage V IN is applied to a power supply terminal T IN , an oscillation circuit 110 performs an oscillating operation, and offset voltage generation circuits 111 and 112 output an offset voltage.
The oscillating voltage of the oscillating circuit 110 is input to the torque detecting coil 114 and the temperature compensating coil 115 via the buffer circuit 113. It changes according to the ambient temperature and is input to the clamp circuits 116 and 117.

一方、温度補償用コイル115に生じる交流電圧は周囲
温度に応じて変化し、クランプ回路118及び119へ入力さ
れる。クランプ回路116,117,118,119は、夫々入力され
た交流電圧の負の最大値をOVになすよう波形を正電圧側
へレベル変更するバイアスを与えてクランプする。そし
てクランプ回路116及び118の出力電圧をピーク検出回路
120及び121へ入力し、クランプ回路117及び119の出力電
圧をピーク検出回路122及び123へ入力する。
On the other hand, the AC voltage generated in the temperature compensation coil 115 changes according to the ambient temperature and is input to the clamp circuits 118 and 119. The clamp circuits 116, 117, 118, and 119 apply a bias for changing the level of the waveform to the positive voltage side so that the negative maximum value of the input AC voltage becomes OV, and clamp the voltage. The output voltages of the clamp circuits 116 and 118 are detected by a peak detection circuit.
Then, the output voltages of the clamp circuits 117 and 119 are input to the peak detection circuits 122 and 123.

ピーク検出回路120,121,122,123は入力された交流電
圧のピーク値を検出する。そして、これらのピーク検出
回路120,121の出力電圧が差動増幅回路124へ入力され
る。またピーク検出回路122,123の出力電圧が差動増幅
回路125へ入力される。
The peak detection circuits 120, 121, 122, 123 detect the peak value of the input AC voltage. Then, the output voltages of these peak detection circuits 120 and 121 are input to the differential amplifier circuit 124. The output voltages of the peak detection circuits 122 and 123 are input to the differential amplifier circuit 125.

差動増幅回路124は、ピーク検出回路120,121の各出力
電圧の差を求めるとともに、それにオフセット電圧を加
えることになる。差動増幅回路125は、ピーク検出回路1
22,123の各出力電圧の差を求めるとともにそれにオフセ
ット電圧を加えることになる。それにより差動増幅回路
124及び125の出力電圧はトルク検出用コイル114及び温
度補償用コイル115の周囲温度に関連する電圧が相殺さ
れたものとなり、作用しているトルクに応じた2つの出
力電圧、つまり第1トルク信号ST1及び第2トルク信号S
T2が得られることになる。
The differential amplifier circuit 124 calculates the difference between the output voltages of the peak detection circuits 120 and 121 and adds an offset voltage to the difference. The differential amplifier 125 is the peak detection circuit 1
The offset voltage is added to the difference between the output voltages 22,22 and 123. The differential amplifier circuit
The output voltages of 124 and 125 are obtained by canceling the voltages related to the ambient temperature of the coil 114 for torque detection and the coil 115 for temperature compensation, and two output voltages corresponding to the acting torque, that is, the first torque signal S T1 and second torque signal S
T2 will be obtained.

そしてオフセット電圧は、トルクが作用していないと
きに、第1トルク信号ST1及び第2トルク信号ST2の夫々
をトルク信号の中点になすために与えている。
The offset voltage, when a torque is not applied, are provided to make the respective first torque signal S T1 and the second torque signal S T2 to the midpoint of the torque signal.

したがって、トルクを検出していない場合は差動増幅
回路124及び125の出力電圧はオフセット電圧に応じたも
のになり、トルクを検出した場合そのトルクの方向に応
じて、オフセット電圧を基準にして出力電圧が増加又は
減少方向に変化し、操舵方向とともに作用したトルクを
検出することになる。そしてこの検出トルクに応じた第
1トルク信号ST1及び第2トルク信号ST2をパワーステア
リング制御回路CTRに与え、パワーステアリング制御回
路CTRは与えられた第1,第2いずれか一方のトルク信号
に応じて、操舵力を補助する電動機の回転を制御する。
また第1トルク信号ST1と第2トルク信号ST2との電圧差
が生じた場合は、トルクを検出する回路に異常が生じ、
トルクを誤検出しているものと判断して操舵力を補助す
る電動機の制御を中止する。
Therefore, when the torque is not detected, the output voltages of the differential amplifier circuits 124 and 125 are in accordance with the offset voltage, and when the torque is detected, the output is based on the offset voltage in accordance with the direction of the torque. The voltage changes in the increasing or decreasing direction, and the torque acting together with the steering direction is detected. And the first torque signal S T1 and the second torque signal S T2 in accordance with the detected torque applied to the power steering control circuit CTR, power steering control circuit first CTR is given to the second one of the torque signal Accordingly, the rotation of the electric motor for assisting the steering force is controlled.
Further, when a voltage difference between the first torque signal ST1 and the second torque signal ST2 occurs, an abnormality occurs in the torque detecting circuit,
It is determined that the torque is erroneously detected, and the control of the electric motor for assisting the steering force is stopped.

第7図はトルクが作用していないときのトルク信号の
電圧(センサの中点電圧)と、入力電圧VINとの関係を
示す折線図である。入力電圧VINが所定電圧VD以下に低
下した場合は、第1トルク信号ST1及び第2トルク信号S
T2はともに、入力電圧VINの低下割合に比例して低下し
トルクセンサTSの検出感度が低下する。そのため、パワ
ーステアリング制御回路CTR内にはトルクセンサに供給
する入力電圧VINを監視する回路を設けて、入力電圧VIN
が所定値以下に低下した場合はパワーステアリング制御
回路CTRによる電動機の制御を中止するようにしてい
る。
FIG. 7 is a line diagram showing the relationship between the voltage of the torque signal (the midpoint voltage of the sensor) and the input voltage VIN when no torque is applied. When the input voltage V IN falls below the predetermined voltage V D , the first torque signal S T1 and the second torque signal S
Both T2 decrease in proportion to the decrease rate of the input voltage VIN , and the detection sensitivity of the torque sensor TS decreases. Therefore, a circuit for monitoring the input voltage V IN supplied to the torque sensor is provided in the power steering control circuit CTR, and the input voltage V IN
Is reduced to a predetermined value or less, the control of the electric motor by the power steering control circuit CTR is stopped.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、トルクセンサのコネクタの接触抵抗が増大
してオフセット電圧を発生させるための電圧が低下した
場合は、トルクセンサに供給する入力電圧を監視する回
路をパワーステアリング制御回路に設けているため、そ
の電圧の低下が検出されず、それによりトルクセンサの
トルク検出感度が低下した状態の第1トルク信号又は第
2トルク信号をパワーステアリング制御回路へ与えて、
操舵力を補助する電動機が制御される虞れがあるという
問題がある。
By the way, when the contact resistance of the connector of the torque sensor increases and the voltage for generating the offset voltage decreases, a circuit for monitoring the input voltage supplied to the torque sensor is provided in the power steering control circuit. The first torque signal or the second torque signal in a state where the voltage drop is not detected and the torque detection sensitivity of the torque sensor is reduced thereby is given to the power steering control circuit,
There is a problem that the electric motor for assisting the steering force may be controlled.

本考案は斯かる問題に鑑み、第1,第2のトルク信号の
差電圧から、入力電圧の低下を検出できるトルクセンサ
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a torque sensor that can detect a decrease in input voltage from a difference voltage between first and second torque signals.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本考案に係るトルクセンサは、作用したトルクに関連
する電圧に、第1オフセット電圧発生回路及び第2オフ
セット電圧発生回路が各出力するオフセット電圧を夫々
加えて、第1トルク信号及び第2トルク信号を夫々出力
するトルクセンサにおいて、前記第1オフセット電圧発
生回路及び第2オフセット電圧発生回路に、オフセット
電圧を得るための定電圧発生回路を各別に備え、この各
定電圧発生回路の出力電圧が異なる構成としてあること
を特徴とする。
The torque sensor according to the present invention adds a first torque signal and a second torque signal by adding an offset voltage output by each of the first offset voltage generation circuit and the second offset voltage generation circuit to a voltage related to the applied torque. In the torque sensor that outputs each of the constant voltage generating circuits, the first offset voltage generating circuit and the second offset voltage generating circuit each include a constant voltage generating circuit for obtaining an offset voltage, and the output voltages of the constant voltage generating circuits are different. It is characterized by having a configuration.

〔作用〕[Action]

トルクセンサは、作用したトルクに関連する電圧にオ
フセット電圧を加えた第1トルク信号及び第2トルク信
号を出力する。入力電圧が低下すると、例えば第1オフ
セット電圧発生回路内の定電圧発生回路の出力電圧が先
に低下してオフセット電圧が低下する。したがって第1
トルク信号の電圧が先に低下する。入力電圧が更に低下
すると第2オフセット電圧発生回路内の定電圧発生回路
の出力電圧が低下してオフセット電圧が低下する。した
がって第2トルク信号の電圧が低下する。第1トルク信
号の電圧が低下した所定値と、電圧が低下していない第
2トルク信号の電圧の所定値との電圧差に基づいて入力
電圧の低下状態を検出する。
The torque sensor outputs a first torque signal and a second torque signal obtained by adding an offset voltage to a voltage related to the applied torque. When the input voltage decreases, for example, the output voltage of the constant voltage generation circuit in the first offset voltage generation circuit decreases first, and the offset voltage decreases. Therefore the first
The voltage of the torque signal decreases first. When the input voltage further decreases, the output voltage of the constant voltage generation circuit in the second offset voltage generation circuit decreases, and the offset voltage decreases. Therefore, the voltage of the second torque signal decreases. An input voltage drop state is detected based on a voltage difference between a predetermined value at which the voltage of the first torque signal has dropped and a predetermined value of the voltage of the second torque signal at which the voltage has not dropped.

これにより、入力電圧の低下を直接に検出できる。 As a result, a drop in the input voltage can be directly detected.

〔実施例〕〔Example〕

以下本考案をその実施例を示す図面により詳述する。
第1図は本考案に係るトルクセンサの要部を示すブロッ
ク図である。図示しない制御回路内に設けた電源安定化
回路からコネクタCNの電源端子TINに与えられた入力電
圧VINをシャントレギュレータ(図示せず)を設けてい
る第1,第2オフセット電圧発生回路111,112へ与えてお
り、またバッファ回路113及びクランプ回路116,117,11
8,119等の電子回路へ与えている。発振回路110の発振電
圧はバッファ回路113を介してトルク検出用コイル114及
び温度補償用コイル115へ入力されている。そして図示
しない操舵軸に設けられて、それに作用するトルク及び
周囲温度に応じてインピーダンスが変化するよう構成し
てあるトルク検出用コイル114の交流電圧は、クランプ
回路116及び117へ入力されている。一方、周囲温度に応
じてインピーダンスが変化する温度補償用コイル115の
交流電圧はクランプ回路118及び119へ入力されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing an embodiment thereof.
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of the torque sensor according to the present invention. The input voltage V IN given to the power supply terminal T IN of the connector CN from a power supply stabilization circuit provided in a control circuit (not shown) is converted into first and second offset voltage generation circuits 111 and 112 provided with shunt regulators (not shown). And a buffer circuit 113 and clamp circuits 116, 117, 11
It is given to electronic circuits such as 8,119. The oscillation voltage of the oscillation circuit 110 is input to the torque detection coil 114 and the temperature compensation coil 115 via the buffer circuit 113. An AC voltage of a torque detecting coil 114 provided on a steering shaft (not shown) and configured so that impedance changes according to a torque acting on the steering shaft and an ambient temperature is input to clamp circuits 116 and 117. On the other hand, the AC voltage of the temperature compensation coil 115, whose impedance changes according to the ambient temperature, is input to the clamp circuits 118 and 119.

クランプ回路116及び118の出力電圧は、ピーク検出回
路120及び121へ各別に入力され、夫々の出力電圧は差動
増幅回路124の負,正入力端子−,+へ各別に入力され
ている。またクランプ回路117及び119の出力電圧は、ピ
ーク検出回路122,123へ各別に入力され、夫々の出力電
圧は差動増幅回路125の負,正入力端子−,+へ各別に
入力されている。
The output voltages of the clamp circuits 116 and 118 are individually input to the peak detection circuits 120 and 121, and the respective output voltages are individually input to the negative and positive input terminals-and + of the differential amplifier circuit 124. The output voltages of the clamp circuits 117 and 119 are individually input to the peak detection circuits 122 and 123, and the respective output voltages are individually input to the negative and positive input terminals-and + of the differential amplifier circuit 125.

差動増幅回路124及び125の正入力端子+には、第1,第
2オフセット電圧発生回路111及び112が出力するオフセ
ット電圧が抵抗R25及びR41を各別に介して入力されてい
る。差動増幅回路124の出力電圧は電圧電流変換回路126
へ入力され、その出力電圧たる第1トルク信号ST1はコ
ネクタCNの信号端子T1へ出力される。差動増幅回路125
の出力電圧は電圧電流変換回路127へ入力され、その出
力電圧たる第2トルク信号ST2はコネクタCNの信号端子T
2へ出力される。コネクタCNの接地端子T3は各電子回路
部の接地部とともに接地されている。
Offset voltages output from the first and second offset voltage generation circuits 111 and 112 are input to positive input terminals + of the differential amplifier circuits 124 and 125 via the resistors R25 and R41, respectively. The output voltage of the differential amplifier circuit 124 is
Is input to the first torque signal S T1 serving its output voltage is outputted to the signal terminal T 1 of the connector CN. Differential amplifier circuit 125
Is input to the voltage-current conversion circuit 127, and the output voltage of the second torque signal ST2 is applied to the signal terminal T of the connector CN.
Output to 2 . A ground terminal T 3 of the connector CN is grounded with the ground part of the electronic circuit section.

第2図は第1,第2オフセット電圧発生回路111及び112
の回路図である。電源端子TINと接地端子T3との間に、
電源端子TINから抵抗R48を介してカソードと接続したシ
ャントレギュレータIC5を接続しており、シャントレギ
ュレータIC5には抵抗R49とR50との直列回路が並列接続
されている。抵抗R49とR50との接続部はシャントレギュ
レータIC5のリファレンスRefと接続されている。そし
て、このシャントレギュレータIC5と抵抗R49とR50とに
より第1定電圧発生回路REG1を構成している。また電源
端子TINと接地端子T3との間に、抵抗R53とR55との直列
回路が接続されており、抵抗R53には抵抗R54が並列接続
されている。これら第1定電圧発生回路REG1と抵抗R53,
R54,R55とにより第1オフセット電圧発生回路111を構成
しており、抵抗R53とR54とR55との接続部から第1オフ
セット電圧OS1を出力するようになっている。
FIG. 2 shows first and second offset voltage generating circuits 111 and 112.
FIG. Between the power supply terminal T IN and the ground terminal T 3
It connects the shunt regulator IC5 connected to the cathode from the power supply terminal T IN through a resistor R48, a series circuit of a resistor R49 and R50 is connected in parallel to the shunt regulator IC5. The connection between the resistors R49 and R50 is connected to the reference Ref of the shunt regulator IC5. The shunt regulator IC5 and the resistors R49 and R50 constitute a first constant voltage generation circuit REG1. Also between the power supply terminal T IN and the ground terminal T 3, the series circuit is connected between the resistors R53 and R55, the resistor R53 resistor R54 are connected in parallel. These first constant voltage generating circuit REG1 and resistor R53,
A first offset voltage generating circuit 111 is configured by R54 and R55, and a first offset voltage OS1 is output from a connection between the resistors R53, R54, and R55.

また電源端子TINと接地端子T3との間には、抵抗R57
と、それにカソードを接続したシャントレギュレータIC
6との直列回路が接続されている。シャントレギュレー
タIC6のカソードは、そのリファレンスRefと直結されて
おり、このシャントレギュレータIC6により第2定電圧
発生回路REG2を構成している。シャントレギュレータIC
6には抵抗R58と、R59と、R60との直列回路が並列接続さ
れており、抵抗R59には可変抵抗器VRが並列接続されて
いる。これら第2定電圧発生回路REG2と抵抗R57とR58と
R59とR60と可変抵抗器VRとにより第2オフセット電圧発
生回路112を構成しており、可変抵抗器VRの抵抗可変端
子VRCから第2オフセット電圧OS2を出力するようになっ
ている。
Also between the power supply terminal T IN and the ground terminal T 3, resistors R57
And shunt regulator IC with cathode connected to it
6 and the series circuit are connected. The cathode of the shunt regulator IC6 is directly connected to the reference Ref, and the shunt regulator IC6 forms a second constant voltage generation circuit REG2. Shunt regulator IC
6, a series circuit of resistors R58, R59 and R60 is connected in parallel, and a variable resistor VR is connected in parallel to the resistor R59. These second constant voltage generating circuit REG2, resistors R57 and R58,
The R59 and R60 and a variable resistor VR constitute a second offset voltage generating circuit 112, and a resistor variable terminal VR C of the variable resistor VR and outputs a second offset voltage OS2.

前記シャントレギュレータIC5及びIC6は、市販されて
いる例えば高精度可変シャント式安定化電源回路μPC10
93の同規格のものを使用しており、リファレンスRefの
出力電圧は2.5Vとなっている。
The shunt regulators IC5 and IC6 are commercially available, for example, a high-precision variable shunt-type stabilized power supply μPC10.
The same standard of 93 is used, and the output voltage of the reference Ref is 2.5V.

第3図は第1定電圧発生回路REG1及び第2定電圧発生
回路REG2の入力電圧と出力電圧との関係を示す折線図で
ある。第2図において電源端子TINと接地端子T3との間
に、例えば8Vの入力電圧VINを与えた場合、シャントレ
ギュレータIC5及びIC6のリファレンスRefの出力電圧は
ともに2.5Vになる。しかるに、第1定電圧発生回路REG1
では、シャントレギュレータIC5に抵抗R49及びR50が接
続されているため、抵抗R49の電源端子TIN側の端子電
圧、即ち第1定電圧発生回路REG1の出力電圧は例えば5.
5Vに保持される。一方、第2定電圧発生回路REG2ではシ
ャントレギュレータIC6のリファレンスRefが、そのカソ
ードと直結されているため、抵抗R57とリファレンスRef
との接続部の電圧、即ち第2定電圧発生回路REG2の出力
電圧は2.5Vに保持される。このようにして各定電圧発生
回路REG1とREG2との出力電圧が異ならせてある。
FIG. 3 is a line diagram showing a relationship between an input voltage and an output voltage of the first constant voltage generation circuit REG1 and the second constant voltage generation circuit REG2. In FIG. 2, when an input voltage V IN of, for example, 8 V is applied between the power supply terminal T IN and the ground terminal T 3 , the output voltages of the reference Refs of the shunt regulators IC 5 and IC 6 both become 2.5 V. However, the first constant voltage generation circuit REG1
In, because it is connected to resistor R49 and R50 in the shunt regulator IC 5, the power supply terminal T IN side of the terminal voltage of the resistor R49, that is, the output voltage of the first constant voltage generating circuit REG1 for example 5.
Held at 5V. On the other hand, in the second constant voltage generating circuit REG2, since the reference Ref of the shunt regulator IC6 is directly connected to its cathode, the resistor R57 and the reference Ref are used.
, That is, the output voltage of the second constant voltage generation circuit REG2 is maintained at 2.5V. In this way, the output voltages of the constant voltage generating circuits REG1 and REG2 are made different.

ここで入力電圧VINが8Vから低下し所定電圧V10に達し
た場合は第1定電圧発生回路REG1の5.5Vの出力電圧が先
に低下し、入力電圧VINが更に低下して所定電圧V11に達
した場合は第2電圧調整回路REG2の2.5Vの出力電圧が低
下する出力電圧特性となっている。
In the case where the input voltage V IN reaches a predetermined voltage V 10 drops from 8V is lowered to an output voltage of 5.5V of the first constant voltage generating circuit REG1 is earlier, the input voltage V IN is further lowered to a predetermined voltage If it reaches the V 11 is the output voltage characteristic output voltage of 2.5V of the second voltage adjustment circuit REG2 is decreased.

第4図は、トルクが作用していない状態における第1,
第2定電圧発生回路REG1,REG2の入力電圧VINと、トルク
センサが出力する第1,第2トルク信号ST1,ST2の電圧と
の関係を示す折線図である。
FIG. 4 shows the first and the first in a state where no torque is applied.
FIG. 7 is a line diagram showing a relationship between input voltages V IN of second constant voltage generation circuits REG1 and REG2 and voltages of first and second torque signals S T1 and S T2 output by a torque sensor.

入力電圧VINが低下すると、第1定電圧発生回路REG1
及び第2定電圧発生回路REG2の出力電圧が前述したよう
に低下し、それに応じてオフセット電圧発生回路111,11
2が出力するオフセット電圧が低下することになり、所
定電圧V10に達すると第1トルク信号ST1の電圧が先に低
下し始める。続いて入力電圧VINが更に低下し、所定電
圧V11に達すると第2トルク信号ST2が低下し始める電圧
特性となっている。
When the input voltage VIN decreases, the first constant voltage generation circuit REG1
And the output voltage of the second constant voltage generation circuit REG2 decreases as described above, and accordingly, the offset voltage generation circuits 111 and 11
It will be offset voltage 2 is output decreases and reaches the predetermined voltage V 10 the voltage of the first torque signal S T1 begins to decrease above. Then further decrease the input voltage V IN, and reaches the predetermined voltage V 11 is a second torque signal S T2 has a voltage characteristic begins to decrease.

次にこのように構成したトルクセンサの動作を説明す
る。電源端子TINに入力電圧VINが与えられると、発振回
路110が発振動作をし、オフセット電圧発生回路111及び
112は、夫々に設けている第1,第2定電圧発生回路REG1
及びREG2の出力電圧に基づいて、第1,第2オフセット電
圧OS1,OS2を出力し、抵抗R25,R41を各別に介して差動増
幅回路124及び125の正入力端子+へ与える。発振回路11
0の発振電圧はバッファ113を介してトルク検出用コイル
114及び温度補償用コイル115へ入力され、それによりト
ルク検出用コイル114のインピーダンスに応じて生じる
交流電圧は操舵輪の操作により作用したトルク及び周囲
温度に応じて得られて、クランプ回路116及び117へ入力
される。一方、温度補償用コイル115のインピーダンス
に応じて生じる交流電圧が周囲温度に応じて得られてク
ランプ回路118及び119へ入力される。クランプ回路116,
117,118,119は、夫々入力された交流電圧の負の最大値
をOVになすように波形を正電圧側へレベル変更するバイ
アスを与えてクランプする。そしてクランプ回路116及
び118の出力電圧をピーク検出回路120及び121へ各入力
し、クランプ回路117及び119の出力電圧をピーク検出回
路122及び123へ各入力する。ピーク検出回路120,121,12
2,123は、入力された交流電圧のピーク値を検出する。
そして、これらのピーク検出回路120,121の出力電圧
は、それに第1オフセット電圧発生回路111の第1オフ
セット電圧OS1が加えられて差動増幅回路124へ入力され
る。またピーク検出回路122,123の出力電圧は、それに
第2オフセット電圧発生回路112の第2オフセット電圧O
S2を加えて差動増幅回路125へ入力される。差動増幅回
路124はその正,負入力端子+,−に入力された電圧差
に応じた電圧を出力し、一方、差動増幅回路125はその
正,負入力端子+,−に入力された電圧差に応じた電圧
を出力する。それにより、差動増幅回路124及び125の出
力電圧は、トルク検出用コイル114及び温度補償用コイ
ル115の周囲温度に応じた出力電圧が相殺されたものと
なり、操舵輪に作用しているトルクに応じた第1トルク
信号ST1及び第2トルク信号ST2を出力することになる。
そしてオフセット電圧は、トルクが作用していないとき
に第1トルク信号ST1及び第2トルク信号ST2の夫々をト
ルク信号の中点になすために与えている。
Next, the operation of the thus configured torque sensor will be described. When the input voltage V IN is applied to the power supply terminal T IN , the oscillation circuit 110 performs an oscillating operation, and the offset voltage generation circuit 111 and the
112 is a first and a second constant voltage generator REG1 provided respectively.
The first and second offset voltages OS1 and OS2 are output based on the output voltages of the REG2 and REG2, and are applied to the positive input terminals + of the differential amplifier circuits 124 and 125 via the resistors R25 and R41, respectively. Oscillation circuit 11
The oscillating voltage of 0 is applied to the torque detection coil via the buffer 113.
An AC voltage that is input to the coil 114 for temperature compensation and that is generated in accordance with the impedance of the coil 114 for torque detection is obtained according to the torque applied by operating the steered wheels and the ambient temperature. Is input to On the other hand, an AC voltage generated according to the impedance of the temperature compensation coil 115 is obtained according to the ambient temperature and input to the clamp circuits 118 and 119. Clamp circuit 116,
117, 118, and 119 apply a bias for changing the level of the waveform to the positive voltage side so that the negative maximum value of the input AC voltage becomes OV, and clamp them. The output voltages of the clamp circuits 116 and 118 are input to the peak detection circuits 120 and 121, respectively, and the output voltages of the clamp circuits 117 and 119 are input to the peak detection circuits 122 and 123, respectively. Peak detection circuit 120, 121, 12
2, 123 detects the peak value of the input AC voltage.
Then, the output voltages of these peak detection circuits 120 and 121 are added to the first offset voltage OS1 of the first offset voltage generation circuit 111 and input to the differential amplifier circuit 124. The output voltages of the peak detection circuits 122 and 123 are connected to the second offset voltage O of the second offset voltage generation circuit 112.
S2 is added and input to the differential amplifier circuit 125. The differential amplifier 124 outputs a voltage corresponding to the voltage difference input to its positive and negative input terminals + and-, while the differential amplifier 125 outputs its voltage to its positive and negative input terminals + and-. A voltage corresponding to the voltage difference is output. As a result, the output voltages of the differential amplifier circuits 124 and 125 are such that the output voltages corresponding to the ambient temperatures of the torque detecting coil 114 and the temperature compensating coil 115 are offset, and the output voltage of the differential amplifier circuits 124 and 125 The corresponding first torque signal ST1 and second torque signal ST2 are output.
The offset voltage is provided to form a respective first torque signal S T1 and the second torque signal S T2 when the torque is not applied to the midpoint of the torque signal.

したがって、トルクを検出していない場合は、差動増
幅回路124及び125の出力電圧はオフセット電圧に応じた
ものになり、トルクを検出した場合そのトルクの方向に
応じて、オフセット電圧を基準にして出力電圧が増加又
は減少方向へ変化し、操舵方向とともに作用したトルク
を検出することになる。そして、第1トルク信号ST1
び第2トルク信号ST2をパワーステアリング制御回路CTR
へ与えて、第2トルク信号ST2に基づいて操舵力を補助
する電動機を制御する。
Therefore, when the torque is not detected, the output voltages of the differential amplifier circuits 124 and 125 are in accordance with the offset voltage, and when the torque is detected, in accordance with the direction of the torque, based on the offset voltage. The output voltage changes in the increasing or decreasing direction, and the torque acting together with the steering direction is detected. Then, the first torque signal ST1 and the second torque signal ST2 are transmitted to the power steering control circuit CTR.
To control the electric motor that assists the steering force based on the second torque signal ST2 .

ところで、トルクセンサTSがトルクを検出している場
合に、電源電圧VINの低下又は例えばコネクタCNの接触
抵抗の増大により、第1,第2定電圧発生回路REG1,REG2
の入力電圧VINが低下して所定電圧V10に達すると、第3
図に示すように第1定電圧発生回路REG1の出力電圧は先
に低下して第1オフセット電圧OS1が低下する。したが
って、入力電圧VINが所定電圧V10に達すると第4図に示
すように第1トルク信号ST1の電圧が低下する。しかし
乍ら、第2定電圧発生回路REG2の出力電圧は入力電圧V
INが所定電圧V11になるまで低下しないから、第2トル
ク信号ST2の電圧は保持されたままであり、所定電圧V11
に低下するまで第2トルク信号ST2の電圧によりトルク
を正しく検出する。つまり、入力電圧VINが所定電圧V11
に低下するまで、第2トルク信号ST2によりトルクを高
感度に検出できる。また、第4図から明らかなように第
1トルク信号ST1が低下し始めて、第1トルク信号ST1
第2トルク信号ST2との電圧差が生じた場合、その電圧
差は入力電圧VINに比例して生じ入力電圧VINの低下を検
出する。そして、入力電圧VINが所定電圧V11より低下し
て、第1トルク信号ST1と第2トルク信号ST2との電圧差
が所定値に達したとき、パワーステアリング制御回路CT
Rによって、操舵力を補助する電動機の制御を中止す
る。
By the way, when the torque sensor TS is detecting torque, the first and second constant voltage generating circuits REG1 and REG2 are reduced due to a decrease in the power supply voltage VIN or an increase in the contact resistance of the connector CN, for example.
When the input voltage V IN of reaches a predetermined voltage V 10 decreases, the third
As shown in the figure, the output voltage of the first constant voltage generation circuit REG1 decreases first, and the first offset voltage OS1 decreases. Accordingly, the voltage of the first torque signal S T1 is lowered input voltage V IN is, as shown in FIG. 4 reaches a predetermined voltage V 10. However, the output voltage of the second constant voltage generation circuit REG2 is the input voltage V
Since IN does not decrease until the predetermined voltage V 11, a voltage of the second torque signal S T2 remains held, a predetermined voltage V 11
The torque is correctly detected by the voltage of the second torque signal ST2 until the torque decreases to That is, when the input voltage V IN reaches the predetermined voltage V 11
, The torque can be detected with high sensitivity by the second torque signal ST2 . As is apparent from FIG. 4, when the first torque signal S T1 starts to decrease and a voltage difference occurs between the first torque signal S T1 and the second torque signal S T2 , the voltage difference is equal to the input voltage V T. detecting a drop in the input voltage V iN occurs in proportion to the iN. Then, the input voltage V IN is lower than the predetermined voltage V 11, when the voltage difference between the first torque signal S T1 and the second torque signal S T2 has reached a predetermined value, the power steering control circuit CT
By R, the control of the electric motor for assisting the steering force is stopped.

本実施例では、定電圧発生回路REG1,REG2にシャント
レギュレータIC5,IC6を用いたが、3端子レギュレータ
を用いることもできる。またオフセット電圧発生回路11
1,112の構成は単なる例示であるのは言うまでもない。
更に、トルクの検出にトルク検出用コイルを用いず、ポ
テンショメータを用いる場合であっても同様の効果が得
られる。
In this embodiment, the shunt regulators IC5 and IC6 are used for the constant voltage generation circuits REG1 and REG2, but a three-terminal regulator may be used. Also, the offset voltage generation circuit 11
Needless to say, the configurations of 1,112 are merely examples.
Further, the same effect can be obtained even when a potentiometer is used instead of a torque detecting coil for torque detection.

〔考案の効果〕[Effect of the invention]

以上詳述したように、本考案によれば、第1オフセッ
ト電圧発生回路内の定電圧発生回路の出力電圧と、第2
オフセット電圧発生回路内の定電圧発生回路の出力電圧
とを異ならせて、それらの定電圧発生回路の入力電圧が
低下した場合に、第1トルク信号及び第2トルク信号の
電圧が低下し始める所定電圧を異ならせたから、それら
のトルク信号の電圧差により電圧調整回路の入力電圧の
低下を検出できる。
As described above in detail, according to the present invention, the output voltage of the constant voltage generation circuit in the first offset voltage generation circuit and the output voltage of the second
A predetermined voltage at which the output voltage of the constant voltage generating circuit in the offset voltage generating circuit is made different from the output voltage of the constant voltage generating circuit and the voltage of the first torque signal and the voltage of the second torque signal start to decrease when the input voltage of the constant voltage generating circuit decreases Since the voltages are made different, it is possible to detect a drop in the input voltage of the voltage adjustment circuit from the voltage difference between the torque signals.

そして、第1トルク信号と第2トルク信号との電圧差
が所定値になった場合は、操舵力を補助する電動機の制
御を中止して、入力電圧の低下によりトルクの検出感度
が低下した状態で電動機を制御しないようにすることが
できる。またトルク信号の電圧が遅れて低下する、一方
のトルク信号を用いて電動機を制御すれば、定電圧発生
回路の入力電圧がより低下しても高感度に検出したトル
クに応じて電動機を制御できる等の優れた効果を奏す
る。
When the voltage difference between the first torque signal and the second torque signal reaches a predetermined value, the control of the electric motor for assisting the steering force is stopped, and the torque detection sensitivity is reduced due to a decrease in the input voltage. To control the motor. In addition, if the motor is controlled using one of the torque signals, the voltage of the torque signal decreases with a delay, and even if the input voltage of the constant voltage generating circuit is further reduced, the motor can be controlled in accordance with the torque detected with high sensitivity. And so on.

【図面の簡単な説明】 第1図は本考案に係るトルクセンサの要部のブロック
図、第2図はそのオフセット電圧発生回路の回路図、第
3図は定電圧発生回路の入力電圧と出力電圧との関係を
示す折線図、第4図はトルク信号の電圧と定電圧発生回
路の入力電圧との関係を示す折線図、第5図はパワース
テアリング装置の要部の構成を示すブロック図、第6図
は従来のトルクセンサの要部のブロック図、第7図はそ
のトルク信号の電圧と入力電圧との関係を示す折線図で
ある。 110…発振回路、111,112…オフセット電圧発生回路、11
4…トルク検出用コイル、115…温度補償用コイル、116,
117,118,119…クランプ回路、120,121,122,123…ピーク
検出回路、124,125…差動増幅回路、CN…コネクタ、TIN
…電源端子、T1,T2…信号端子、T3…接地端子
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a main part of a torque sensor according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an offset voltage generating circuit thereof, and FIG. 3 is an input voltage and an output of a constant voltage generating circuit. FIG. 4 is a line diagram showing a relationship between a voltage and a voltage, and FIG. 4 is a line diagram showing a relationship between a voltage of a torque signal and an input voltage of a constant voltage generating circuit; FIG. FIG. 6 is a block diagram of a main part of a conventional torque sensor, and FIG. 7 is a line diagram showing the relationship between the voltage of the torque signal and the input voltage. 110: oscillation circuit, 111, 112: offset voltage generation circuit, 11
4… Torque detection coil, 115… Temperature compensation coil, 116,
117,118,119… Clamp circuit, 120,121,122,123… Peak detection circuit, 124,125… Differential amplifier circuit, CN… Connector, T IN
… Power supply terminal, T 1 , T 2 … Signal terminal, T 3 … Ground terminal

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】作用したトルクに関連する電圧に、第1オ
フセット電圧発生回路及び第2オフセット電圧発生回路
が各出力するオフセット電圧を夫々加えて、第1トルク
信号及び第2トルク信号を夫々出力するトルクセンサに
おいて、 前記第1オフセット電圧発生回路及び第2オフセット電
圧発生回路に、オフセット電圧を得るための定電圧発生
回路を各別に備え、この定電圧発生回路の出力電圧が異
なる構成としてあることを特徴とするトルクセンサ。
1. A first torque signal and a second torque signal are respectively output by adding an offset voltage output by each of a first offset voltage generation circuit and a second offset voltage generation circuit to a voltage related to an applied torque. In the torque sensor, the first offset voltage generation circuit and the second offset voltage generation circuit each include a constant voltage generation circuit for obtaining an offset voltage, and output voltages of the constant voltage generation circuits are different from each other. A torque sensor characterized in that:
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