JP2602595B2 - トルクセンサの零点誤差の検知および補正方法 - Google Patents
トルクセンサの零点誤差の検知および補正方法Info
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- JP2602595B2 JP2602595B2 JP3318246A JP31824691A JP2602595B2 JP 2602595 B2 JP2602595 B2 JP 2602595B2 JP 3318246 A JP3318246 A JP 3318246A JP 31824691 A JP31824691 A JP 31824691A JP 2602595 B2 JP2602595 B2 JP 2602595B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪式トルクセンサな
どのトルクセンサの零点誤差の検知および補正方法に関
する。
どのトルクセンサの零点誤差の検知および補正方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】公知の磁歪式のトルクセンサとして、ト
ルク伝達軸の外周に一対の磁気異方性部を形成し、この
軸にトルクが印加されたときの各磁気異方性部の透磁率
の変化を、これら磁気異方性部の近傍に配置された一対
の検出コイルで検出し、検出回路によって両検出信号の
差を求めることで、この軸に作用するトルクの大きさを
電気信号に変換するようにしたものがある。
ルク伝達軸の外周に一対の磁気異方性部を形成し、この
軸にトルクが印加されたときの各磁気異方性部の透磁率
の変化を、これら磁気異方性部の近傍に配置された一対
の検出コイルで検出し、検出回路によって両検出信号の
差を求めることで、この軸に作用するトルクの大きさを
電気信号に変換するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種のトルクセンサ
では、軸に磁気異方性部が形成されたセンサ部や、検出
コイルを励磁するための励磁回路や、この検出コイルか
らの信号を処理する検出回路などにおいて、周囲温度の
変化や経年変化などが生じると、トルク検出出力の零点
誤差の発生原因となるという問題点がある。
では、軸に磁気異方性部が形成されたセンサ部や、検出
コイルを励磁するための励磁回路や、この検出コイルか
らの信号を処理する検出回路などにおいて、周囲温度の
変化や経年変化などが生じると、トルク検出出力の零点
誤差の発生原因となるという問題点がある。
【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、上記零点誤差の検知およびその補正を容易かつ確実
に行えるようにすることを目的とする。
し、上記零点誤差の検知およびその補正を容易かつ確実
に行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、磁歪式トルクセンサなどのトルクセンサのた
めの電気回路の電源をオンした後に第１の一定時間が経
過したときのトルク信号を求め、このトルク信号の値を
設定値と比較して、この設定値を越えたなら零点異常で
あると判断するとともに、設定値以下なら、そのトルク
信号の値をその後に検出するトルク信号の零点の値とし
て使用するものである。
本発明は、磁歪式トルクセンサなどのトルクセンサのた
めの電気回路の電源をオンした後に第１の一定時間が経
過したときのトルク信号を求め、このトルク信号の値を
設定値と比較して、この設定値を越えたなら零点異常で
あると判断するとともに、設定値以下なら、そのトルク
信号の値をその後に検出するトルク信号の零点の値とし
て使用するものである。
【０００６】また本発明は、上記第１の一定時間の経過
後に、第２の一定時間ごとにトルク信号をサンプリング
してその零点変動を調べ、変動値が一定条件内で実際上
の零点変動が無い場合には、第３の一定時間ごとにその
時のトルク信号で零点の値を更新するものである。
後に、第２の一定時間ごとにトルク信号をサンプリング
してその零点変動を調べ、変動値が一定条件内で実際上
の零点変動が無い場合には、第３の一定時間ごとにその
時のトルク信号で零点の値を更新するものである。
【０００７】
【作用】このようにすると、電気回路の電源をオンした
後に第１の一定時間が経過したときのトルク信号から零
点の異常の有無を判断し、異常がない場合はそのトルク
信号の値をそれ以後の検出トルク信号の零点の値として
利用することから、電源をオンするごとに零点が更新さ
れて、正確なトルク測定が行われる。
後に第１の一定時間が経過したときのトルク信号から零
点の異常の有無を判断し、異常がない場合はそのトルク
信号の値をそれ以後の検出トルク信号の零点の値として
利用することから、電源をオンするごとに零点が更新さ
れて、正確なトルク測定が行われる。
【０００８】また第２の一定時間ごとのサンプリングお
よび第３の一定時間ごとの零点の更新によって、電源を
オンした後の時間の経過にともない実時間で零点誤差の
補正が行われる。
よび第３の一定時間ごとの零点の更新によって、電源を
オンした後の時間の経過にともない実時間で零点誤差の
補正が行われる。
【０００９】
【実施例】図１において、１はトルク伝達用の軸であ
り、軟磁性および磁歪性を有する材料にて形成されてい
る。軸１の周囲には、この軸１の軸心の方向と±約45度
の角度をなして互いに反対方向に傾斜する一対の磁気異
方性部２、２が、多数の機械加工溝などによって形成さ
れている。磁気異方性部２、２の周囲には、これら各磁
気異方性部に対応した一対の検出コイル３、３と、これ
ら検出コイル３、３を励磁するための単一の励磁コイル
４とが設けられている。励磁コイル４は、交流電源５に
接続されている。
り、軟磁性および磁歪性を有する材料にて形成されてい
る。軸１の周囲には、この軸１の軸心の方向と±約45度
の角度をなして互いに反対方向に傾斜する一対の磁気異
方性部２、２が、多数の機械加工溝などによって形成さ
れている。磁気異方性部２、２の周囲には、これら各磁
気異方性部に対応した一対の検出コイル３、３と、これ
ら検出コイル３、３を励磁するための単一の励磁コイル
４とが設けられている。励磁コイル４は、交流電源５に
接続されている。
【００１０】各検出コイル３、３からの出力ラインは、
整流器６、６に接続されている。この整流器６、６は、
検出コイル３、３からの交流信号を整流し、この交流信
号の実効値(RMS) を出力する。両整流器６、６の出力側
は減算器７に接続されている。そして減算器７の出力側
は、フィルタ８および A/D変換器９を介して、メモリ10
を内蔵した演算器11に接続されている。12は図示の回路
の電源電圧の検出器で、その出力側は演算器11に接続さ
れている。演算器11からは、トルク出力ライン13と異常
信号ライン14とが導き出されている。
整流器６、６に接続されている。この整流器６、６は、
検出コイル３、３からの交流信号を整流し、この交流信
号の実効値(RMS) を出力する。両整流器６、６の出力側
は減算器７に接続されている。そして減算器７の出力側
は、フィルタ８および A/D変換器９を介して、メモリ10
を内蔵した演算器11に接続されている。12は図示の回路
の電源電圧の検出器で、その出力側は演算器11に接続さ
れている。演算器11からは、トルク出力ライン13と異常
信号ライン14とが導き出されている。
【００１１】このような構成において、検出コイル３、
３にはそれぞれ検出出力v1、v2が現れるが、その整流値
が減算器７で減算され、減算結果がフィルタ８および A
/D変換器９を通ることで、トルク信号（V1-V2 ）が得ら
れる。このトルク信号（V1-V2 ）は、演算器11に入力さ
れる。
３にはそれぞれ検出出力v1、v2が現れるが、その整流値
が減算器７で減算され、減算結果がフィルタ８および A
/D変換器９を通ることで、トルク信号（V1-V2 ）が得ら
れる。このトルク信号（V1-V2 ）は、演算器11に入力さ
れる。
【００１２】いま、図示の回路の電源が投入されたな
ら、電源電圧検出器12でそれを検出する。そして、図２
に示すように、電源投入後の一定時間t0の経過後のトル
ク信号(V1-V2)t0が、演算器11に入力されてメモリ10に
記憶される。
ら、電源電圧検出器12でそれを検出する。そして、図２
に示すように、電源投入後の一定時間t0の経過後のトル
ク信号(V1-V2)t0が、演算器11に入力されてメモリ10に
記憶される。
【００１３】この記憶された値の絶対値が設定値α0 以
下のとき、すなわち ｜ (V1-V2)t0｜ ≦ α0 ならば、図２に示すようにこの (V1-V2)t0を零点とし
て、以後のトルク値を演算する。よって、時刻ｔでのト
ルク出力は、 (V1-V2)t − (V1-V2)t0 となり、これがトルク出力ライン13に現れる。一方、メ
モリ10に記憶された値の絶対値が設定値α0 を越えると
き、すなわち ｜ (V1-V2)t0｜ ＞ α0 ならば、零点が異常であると判定して、零点異常信号を
異常信号ライン14に出力する。
下のとき、すなわち ｜ (V1-V2)t0｜ ≦ α0 ならば、図２に示すようにこの (V1-V2)t0を零点とし
て、以後のトルク値を演算する。よって、時刻ｔでのト
ルク出力は、 (V1-V2)t − (V1-V2)t0 となり、これがトルク出力ライン13に現れる。一方、メ
モリ10に記憶された値の絶対値が設定値α0 を越えると
き、すなわち ｜ (V1-V2)t0｜ ＞ α0 ならば、零点が異常であると判定して、零点異常信号を
異常信号ライン14に出力する。
【００１４】次に、時刻t1( 通常t1＝t0とする）に、ト
ルク信号 (V1-V2)の勾配、すなわち （ｄ (V1-V2)／ｄｔ）t1 を演算する。そして、この勾配が設定値β0 を越えると
き、すなわち ｜（ｄ (V1-V2)／ｄｔ）t1｜ ＞ β0 ならば、トルク信号のドリフト異常と判定して、ドリフ
ト異常信号を出力する。ドリフト異常は、トルクセンサ
や励磁検出回路などの絶縁不良によって発生する。
ルク信号 (V1-V2)の勾配、すなわち （ｄ (V1-V2)／ｄｔ）t1 を演算する。そして、この勾配が設定値β0 を越えると
き、すなわち ｜（ｄ (V1-V2)／ｄｔ）t1｜ ＞ β0 ならば、トルク信号のドリフト異常と判定して、ドリフ
ト異常信号を出力する。ドリフト異常は、トルクセンサ
や励磁検出回路などの絶縁不良によって発生する。
【００１５】時刻t0以後は、以下のようにして、零点誤
差の補正を行う。すなわち、図２に示すように、まず時
刻t0でのトルク信号 (V1-V2)t0を、零点メモリ値Ｖzero
としてメモリ10に記憶する。すなわち Ｖzero ＝ (V1-V2)t0 とする。その後、一定時間T0ごとのそれぞれの時刻ｔに
トルク信号 (V1-V2)t をサンプリング計測し、その零点
変動を検査して、軸１にトルクが印加されたかどうかを
判定する。この零点変動が一定条件以内であって、トル
クが印加されていないと判断されたなら、一定時間Ｔご
とに零点メモリ値Ｖzeroを更新する。この一定時間Ｔ
は、時間T0の整数倍に設定される。すなわち Ｔ＝ｎ・T0 となる。図２の例では、ｎ＝４である。トルク検出出力
は、 (V1-V2)t − Ｖzero から求められる。
差の補正を行う。すなわち、図２に示すように、まず時
刻t0でのトルク信号 (V1-V2)t0を、零点メモリ値Ｖzero
としてメモリ10に記憶する。すなわち Ｖzero ＝ (V1-V2)t0 とする。その後、一定時間T0ごとのそれぞれの時刻ｔに
トルク信号 (V1-V2)t をサンプリング計測し、その零点
変動を検査して、軸１にトルクが印加されたかどうかを
判定する。この零点変動が一定条件以内であって、トル
クが印加されていないと判断されたなら、一定時間Ｔご
とに零点メモリ値Ｖzeroを更新する。この一定時間Ｔ
は、時間T0の整数倍に設定される。すなわち Ｔ＝ｎ・T0 となる。図２の例では、ｎ＝４である。トルク検出出力
は、 (V1-V2)t − Ｖzero から求められる。
【００１６】この時刻t0以後の一定時間T0ごとの時刻ｔ
における零点変動の検査の詳細は、以下の通りである。
まず、時刻ｔにおいてサンプリングされたトルク信号
(V1-V2)t から最初の零点メモリ値 (V1-V2)t0を減算
し、その差の絶対値が設定値α1 以下であるかどうか、
すなわち ｜ (V1-V2)t − (V1-V2)t0｜ ≦ α1 であるかどうかを判断する。もし設定値α1 を越えた場
合は、すでに軸１にトルクが印加されていると判定し
て、以後の零点変動の検査は行わない。
における零点変動の検査の詳細は、以下の通りである。
まず、時刻ｔにおいてサンプリングされたトルク信号
(V1-V2)t から最初の零点メモリ値 (V1-V2)t0を減算
し、その差の絶対値が設定値α1 以下であるかどうか、
すなわち ｜ (V1-V2)t − (V1-V2)t0｜ ≦ α1 であるかどうかを判断する。もし設定値α1 を越えた場
合は、すでに軸１にトルクが印加されていると判定し
て、以後の零点変動の検査は行わない。
【００１７】次に、サンプリングされたトルク信号 (V1
-V2)t を、そのときの零点メモリ値Ｖzeroと比較して、
零点変動の大きさを検査する。具体的には、このトルク
信号(V1-V2)t から零点メモリ値Ｖzeroを減算し、その
差の絶対値が設定値α2 以下であるかどうか、すなわち ｜ (V1-V2)t − Ｖzero｜ ≦ α2 であるかどうかを判断する。設定値α2 以下であれば零
点に変動のない正常な状態であると判断し、これを越え
た場合は一定時間T0の間にトルクが印加されたと判断し
て、以後の零点変動の検査は行わない。
-V2)t を、そのときの零点メモリ値Ｖzeroと比較して、
零点変動の大きさを検査する。具体的には、このトルク
信号(V1-V2)t から零点メモリ値Ｖzeroを減算し、その
差の絶対値が設定値α2 以下であるかどうか、すなわち ｜ (V1-V2)t − Ｖzero｜ ≦ α2 であるかどうかを判断する。設定値α2 以下であれば零
点に変動のない正常な状態であると判断し、これを越え
た場合は一定時間T0の間にトルクが印加されたと判断し
て、以後の零点変動の検査は行わない。
【００１８】また次に、零点が振動的であるかどうかを
判断する。この場合は、一定時間Ｔ内における、トルク
信号 (V1-V2)t から零点メモリ値Ｖzeroを減算して得ら
れる値すなわちトルク出力 (V1-V2)t − Ｖzero の最大値と最小値との差を求める。そして、この差値が
一定の設定値β1 以下であるかどうかを判断し、それ以
下であれば正常であると判定する。一方、この設定値β
1 を越えると、軸１にトルクが印加され、かつそのトル
クが変動していると判断して、以後の零点変動の検査は
行わない。
判断する。この場合は、一定時間Ｔ内における、トルク
信号 (V1-V2)t から零点メモリ値Ｖzeroを減算して得ら
れる値すなわちトルク出力 (V1-V2)t − Ｖzero の最大値と最小値との差を求める。そして、この差値が
一定の設定値β1 以下であるかどうかを判断し、それ以
下であれば正常であると判定する。一方、この設定値β
1 を越えると、軸１にトルクが印加され、かつそのトル
クが変動していると判断して、以後の零点変動の検査は
行わない。
【００１９】上述の各検査を行って、図２に示すよう
に、トルク信号 (V1-V2)t が最初の零点メモリ値 (V1-V
2)t0に比べて一定値以上大きくなく、一定時間T0の間に
トルク信号 (V1-V2)t が大きく変化したとも認められ
ず、しかも振動的でも無い場合は、軸１にトルクが印加
されていないと判断して、前述のように時刻t0の後にお
ける一定時間Ｔの経過後に、零点メモリ値Ｖzeroを、 Ｖzero ＝ (V1-V2)t0+T と更新して、その零点の値を補正する。
に、トルク信号 (V1-V2)t が最初の零点メモリ値 (V1-V
2)t0に比べて一定値以上大きくなく、一定時間T0の間に
トルク信号 (V1-V2)t が大きく変化したとも認められ
ず、しかも振動的でも無い場合は、軸１にトルクが印加
されていないと判断して、前述のように時刻t0の後にお
ける一定時間Ｔの経過後に、零点メモリ値Ｖzeroを、 Ｖzero ＝ (V1-V2)t0+T と更新して、その零点の値を補正する。
【００２０】その後、同様に一定時間T0ごとに零点変動
を検査し、変動がなければ、一定時間Ｔが経過するごと
に零点の値を補正する。たとえば、時刻 ｔ＝ｔ0 ＋ 2T では、 Ｖzero ＝ (V1-V2)t0+2T と補正する。
を検査し、変動がなければ、一定時間Ｔが経過するごと
に零点の値を補正する。たとえば、時刻 ｔ＝ｔ0 ＋ 2T では、 Ｖzero ＝ (V1-V2)t0+2T と補正する。
【００２１】図３は、軸１にトルクが印加されて零点が
変動した場合を例示する。ここでは、時刻 t0＋Ｔ＋３T0 の近傍において、 ｜ (V1-V2)t − Ｖzero｜ ＞ α2 となってしまっている。
変動した場合を例示する。ここでは、時刻 t0＋Ｔ＋３T0 の近傍において、 ｜ (V1-V2)t − Ｖzero｜ ＞ α2 となってしまっている。
【００２２】図４は、軸１にトルクが印加されてしかも
このトルクが変動している場合を例示する。ここでは、
時刻 t0＋Ｔ＋３T0 の近傍において、 (V1-V2)t − Ｖzero の最大値と最小値（図４ではゼロ）との差が、設定値β
1 を越えてしまっている。
このトルクが変動している場合を例示する。ここでは、
時刻 t0＋Ｔ＋３T0 の近傍において、 (V1-V2)t − Ｖzero の最大値と最小値（図４ではゼロ）との差が、設定値β
1 を越えてしまっている。
【００２３】なお、上記においては、一定時間T0ごとに
複数の項目を対象として零点変動の検査を行う場合につ
いて説明したが、必ずしもこれら全項目の検査を行う必
要はない。最初の零点メモリ値 (V1-V2)t0との差の絶対
値が設定値α1 以下であるかどうかの判断は最低限必要
であるが、その他の項目については、少なくともいずれ
か１項目を検査すれば足りる場合があるためである。
複数の項目を対象として零点変動の検査を行う場合につ
いて説明したが、必ずしもこれら全項目の検査を行う必
要はない。最初の零点メモリ値 (V1-V2)t0との差の絶対
値が設定値α1 以下であるかどうかの判断は最低限必要
であるが、その他の項目については、少なくともいずれ
か１項目を検査すれば足りる場合があるためである。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、電気
回路の電源をオンした後に第１の一定時間が経過したと
きのトルク信号から零点の異常の有無を判断し、異常が
ない場合はそのトルク信号の値をそれ以後の検出トルク
信号の零点の値として利用することから、電源をオンす
るごとに零点を更新することができて、正確にトルクを
測定することができる。
回路の電源をオンした後に第１の一定時間が経過したと
きのトルク信号から零点の異常の有無を判断し、異常が
ない場合はそのトルク信号の値をそれ以後の検出トルク
信号の零点の値として利用することから、電源をオンす
るごとに零点を更新することができて、正確にトルクを
測定することができる。
【００２５】また第２の一定時間ごとのトルク信号のサ
ンプリングおよび第３の一定時間ごとの零点の更新によ
って、電源をオンした後の時間の経過にともない実時間
で零点誤差を補正することができる。
ンプリングおよび第３の一定時間ごとの零点の更新によ
って、電源をオンした後の時間の経過にともない実時間
で零点誤差を補正することができる。
【図１】本発明の一実施例にもとづくトルクセンサの電
気回路を示す図である。
気回路を示す図である。
【図２】本発明にもとづく零点誤差の検知および補正方
法の一実施例であって、零点に誤差のない場合を示す図
である。
法の一実施例であって、零点に誤差のない場合を示す図
である。
【図３】同実施例であって、軸にトルクが印加されて零
点が変動した場合を示す図である。
点が変動した場合を示す図である。
【図４】同実施例であって、軸にトルクが印加され、か
つこのトルクが変動している場合を示す図である。
つこのトルクが変動している場合を示す図である。
10 メモリ 11 演算器 12 電源電圧変換器 14 異常信号ライン V1-V2 トルク信号 Ｖzero 零点メモリ値
Claims (7)
- 【請求項１】 磁歪式トルクセンサなどのトルクセンサ
のための電気回路の電源をオンした後に第１の一定時間
（t0）が経過したときのトルク信号を求め、このトルク
信号の値を第１の設定値（α0 ）と比較して、この第１
の設定値を越えたなら零点異常であると判断するととも
に、設定値以下なら、そのトルク信号の値をその後に検
出するトルク信号の零点の値として使用することを特徴
とするトルクセンサの零点誤差の検知および補正方法。 - 【請求項２】 電気回路の電源をオンした後の所定時刻
におけるトルク信号の勾配を求め、この勾配が第２の設
定値（β0 ）を越えたなら零点ドリフトが異常であると
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
の零点誤差の検知および補正方法。 - 【請求項３】 第１の一定時間（t0）の経過後に、第２
の一定時間（T0）ごとにトルク信号をサンプリングして
その零点変動を調べ、変動値が一定条件内で実際上の零
点変動が無い場合には、第３の一定時間（Ｔ）ごとにそ
の時のトルク信号で零点の値を更新することを特徴とす
る請求項１または２記載のトルクセンサの零点誤差の検
知および補正方法。 - 【請求項４】 第３の一定時間（Ｔ）が第２の一定時間
（T0）の整数倍であることを特徴とする請求項３記載の
トルクセンサの零点誤差の検知および補正方法。 - 【請求項５】 サンプリングされたトルク信号と、第１
の一定時間（t0）が経過した時点における零点の値との
差を求め、この差が第２の設定値（α1 ）を越えたなら
すでにトルクが印加されていると判断することを特徴と
する請求項３または４記載のトルクセンサの零点誤差の
検知および補正方法。 - 【請求項６】 サンプリングされたトルク信号と、サン
プリング時点での零点の値との差を求め、この差が第３
の設定値（α2 ）を越えたならサンプリング周期（T0）
の間にトルクが印加されたと判断することを特徴とする
請求項５記載のトルクセンサの零点誤差の検知および補
正方法。 - 【請求項７】 サンプリングされたトルク信号と、サン
プリング時点での零点の値との差について、一定時間
（Ｔ）内におけるこの差の最大値と最小値との差を求
め、この最大値と最小値との差が第３の設定値（β1 ）
を越えたならトルクが印加されかつそのトルクが変動し
ていると判断することを特徴とする請求項５または６記
載のトルクセンサの零点誤差の検知および補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3318246A JP2602595B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | トルクセンサの零点誤差の検知および補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3318246A JP2602595B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | トルクセンサの零点誤差の検知および補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157643A JPH05157643A (ja) | 1993-06-25 |
| JP2602595B2 true JP2602595B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=18097070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3318246A Expired - Lifetime JP2602595B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | トルクセンサの零点誤差の検知および補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602595B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4026247B2 (ja) * | 1998-10-01 | 2007-12-26 | 日本精工株式会社 | トルクセンサ |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3318246A patent/JP2602595B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05157643A (ja) | 1993-06-25 |
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