JP3001881B1 - Torque sensor - Google Patents

Torque sensor

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JP3001881B1
JP3001881B1 JP3787199A JP3787199A JP3001881B1 JP 3001881 B1 JP3001881 B1 JP 3001881B1 JP 3787199 A JP3787199 A JP 3787199A JP 3787199 A JP3787199 A JP 3787199A JP 3001881 B1 JP3001881 B1 JP 3001881B1
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torque
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transient response
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栄樹 野呂
良信 向
真 村田
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

【要約】 【課題】 温度センサを不要とするとともに、中点設定
作業を容易とし、センサが使用される周囲温度ならびに
加えられるトルクに拘らず、センサ出力の温度補正をす
ることができるトルクセンサを提供する。 【解決手段】 パルス電源4と、ブリッジ回路5と、偏
差電圧検出手段7、温度補正手段8、増幅手段14、調
整手段15からなる電圧検出手段6とを備えたトルクセ
ンサ。
A torque sensor that eliminates the need for a temperature sensor, facilitates midpoint setting work, and can correct the temperature of a sensor output regardless of the ambient temperature at which the sensor is used and the applied torque. provide. A torque sensor including a pulse power supply, a bridge circuit, and a voltage detection unit including a deviation voltage detection unit, a temperature correction unit, an amplification unit, and an adjustment unit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は検出コイルのイン
ダクタンス変化に基づいてトルクを検出するトルクセン
サに係り、特に温度変化に伴って変化するトルク出力の
温度補償が可能なトルクセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque sensor for detecting a torque based on a change in inductance of a detection coil, and more particularly to a torque sensor capable of performing temperature compensation of a torque output that changes with a change in temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のトルクセンサは、本願出願人が特
開平07−333083号公報に開示したように、トル
クに応じて変位するコアと、コアの中立位置から変位方
向へ対称に配置された2個の検出コイルを備え、2個の
検出コイルの巻数を異なるようにして温度補償する。
2. Description of the Related Art As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-333083 by the present applicant, a conventional torque sensor has a core that is displaced in accordance with torque and is symmetrically arranged in a displacement direction from a neutral position of the core. Two detection coils are provided, and the number of turns of the two detection coils is made different to compensate for temperature.

【0003】温度が変化すると、検出コイルの温度係
数、コアおよび検出コイル周辺の部材の熱膨張係数等に
よって検出コイルのインダクタンスが変化したり、トル
クが加わっていないにも拘らずコアが中立位置から変位
してトルクセンサの基準値(トルクが0の時センサ値も
0)が変化する。
When the temperature changes, the inductance of the detection coil changes due to the temperature coefficient of the detection coil, the coefficient of thermal expansion of the core and members around the detection coil, and the core moves from the neutral position despite no torque being applied. The displacement causes the reference value of the torque sensor to change (when the torque is 0, the sensor value is also 0).

【0004】特開平07−333083号公報に開示さ
れたトルクセンサは、温度変化によりコアが中立位置か
ら変位することに伴う2個の検出コイルのインダクタン
スの変化を、巻数を異ならせた2個の検出コイルの温度
係数によるインダクタンスの変化でキャンセルするよう
にコア、検出コイルおよび検出コイル周辺の部材が選定
され、温度補償がなされる。
In the torque sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-333083, the change in the inductance of the two detection coils due to the displacement of the core from the neutral position due to the temperature change is defined by two coils having different numbers of turns. The core, the detection coil, and members around the detection coil are selected so as to cancel by a change in inductance due to the temperature coefficient of the detection coil, and temperature compensation is performed.

【0005】また、従来のトルクセンサにおいて、トル
クセンサの温度を検出する温度センサを配置し、予め温
度に対するセンサの基準値からの変化量をデータとして
記憶しておき、トルクセンサが検出した検出値を、検出
時の温度に対する基準値からの変化量で補正することに
よって温度補償がなされるものも知られている。
In the conventional torque sensor, a temperature sensor for detecting the temperature of the torque sensor is provided, and the amount of change from the reference value of the sensor with respect to the temperature is stored in advance as data, and the detected value detected by the torque sensor is stored. Is compensated by correcting the temperature from the reference value with respect to the temperature at the time of detection to perform temperature compensation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特開平07−3330
83号公報に開示されたトルクセンサは、温度補償を実
行するためには、検出コイルの巻数の設定、コア、検出
コイルおよび検出コイル周辺の部材を選定することが不
可欠であり、この選定作業が煩雑になる課題がある。
Problems to be Solved by the Invention
In order to perform temperature compensation, it is essential for the torque sensor disclosed in Japanese Patent Publication No. 83 to set the number of turns of the detection coil and select the core, the detection coil, and members around the detection coil. There is a problem that becomes complicated.

【0007】また、コア、検出コイルおよび検出コイル
周辺の部材の配置に対する考慮が必要となり、組立工数
が増加する課題がある。
In addition, it is necessary to consider the arrangement of the core, the detection coil, and members around the detection coil, and there is a problem that the number of assembling steps increases.

【0008】一方、温度センサを用いたトルクセンサ
は、本来のトルクセンサを構成する部品の他に温度セン
サが必要となって部品点数の増加とコストアップを招く
課題がある。
On the other hand, a torque sensor using a temperature sensor has a problem that a temperature sensor is required in addition to the components constituting the original torque sensor, which leads to an increase in the number of components and an increase in cost.

【0009】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は温度補償のための部品選定
を必要とせず、温度センサも必要としない、単純な構成
で、センサ値の温度補償ができるトルクセンサを提供す
ることにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and has as its object a simple configuration that does not require selection of components for temperature compensation and does not require a temperature sensor. An object of the present invention is to provide a torque sensor that can compensate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るトルクセンサの電圧検出手段は、2個の
基準抵抗からのそれぞれの過渡応答電圧の加算値に基づ
いて偏差電圧の温度補正をする温度補正手段を備えたこ
とを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a voltage detecting means of a torque sensor according to the present invention corrects a temperature of a deviation voltage based on a sum of respective transient response voltages from two reference resistors. And a temperature correcting means for performing the following.

【0011】この発明に係るトルクセンサは、電圧検出
手段に、2個の基準抵抗からのそれぞれの過渡応答電圧
の加算値に基づいて偏差電圧の温度補正をする温度補正
手段を備えたので、センサが使用される周囲温度ならび
に加えられるトルクに拘らず、センサ出力の温度補正を
することができる。
In the torque sensor according to the present invention, the voltage detecting means includes temperature correcting means for correcting the temperature of the deviation voltage based on the sum of the respective transient response voltages from the two reference resistors. Irrespective of the ambient temperature used and the applied torque, the temperature of the sensor output can be corrected.

【0012】また、この発明に係る温度補正手段は、ト
ルクが加えられない時の任意温度における2個の基準抵
抗からのそれぞれの過渡応答電圧を加算する加算手段
と、この加算手段からの加算値とトルクが加えられない
時の基準温度における2個の基準抵抗からのそれぞれの
過渡応答電圧を加算した基準加算値との差を演算する減
算手段と、この減算手段からの出力に一定係数を乗算し
て温度補正値を演算する乗算手段と、偏差電圧と温度補
正値の偏差を演算する偏差演算手段と、基準加算値およ
び一定係数を記憶する記憶手段とを備えたことを特徴と
する。
The temperature correcting means according to the present invention comprises an adding means for adding the respective transient response voltages from the two reference resistances at an arbitrary temperature when no torque is applied, and an added value from the adding means. Subtraction means for calculating the difference between the reference response value obtained by adding the respective transient response voltages from the two reference resistances at the reference temperature when no torque is applied, and multiplying the output from the subtraction means by a constant coefficient. Multiplication means for calculating a temperature correction value, a deviation calculation means for calculating a deviation between the deviation voltage and the temperature correction value, and storage means for storing a reference added value and a constant coefficient.

【0013】この発明に係る温度補正手段は、トルクが
加えられない時の任意温度における2個の基準抵抗から
のそれぞれの過渡応答電圧の加算値を演算し、この加算
値からトルクが加えられない時の基準温度における2個
の基準抵抗からのそれぞれの過渡応答電圧を加算した基
準加算値を引いた値に一定係数を乗算して温度補正値と
するので、トルクの値に拘らず一定の加算値でトルク信
号の温度補正をすることができる。
The temperature correcting means according to the present invention calculates an added value of the respective transient response voltages from the two reference resistors at an arbitrary temperature when no torque is applied, and no torque is applied from the added value. A constant correction coefficient is obtained by multiplying a value obtained by subtracting a reference addition value obtained by adding the respective transient response voltages from the two reference resistances at the reference temperature at the time by a constant coefficient. The temperature of the torque signal can be corrected by the value.

【0014】さらに、この発明に係る一定係数は、トル
クが加えられない時の温度変化に対する偏差電圧特性を
直線近似した時の傾きと、加算値特性を直線近似した時
の傾きとの比であることを特徴とする。
Further, the constant coefficient according to the present invention is a ratio of a slope obtained by linearly approximating the deviation voltage characteristic with respect to a temperature change when no torque is applied, and a slope obtained by linearly approximating the added value characteristic. It is characterized by the following.

【0015】トルクが加えられない時の温度変化に対す
る偏差電圧特性を直線近似した時の傾きと、加算値特性
を直線近似した時の傾きとの比を一定係数としたので、
一定係数を加算値に乗算することによって加算値の温度
変化量を偏差電圧の温度変化量に変換して偏差電圧の温
度補正値とすることができる。
Since the ratio between the slope obtained by linearly approximating the deviation voltage characteristic with respect to the temperature change when no torque is applied and the slope obtained by linearly approximating the added value characteristic is a constant coefficient,
By multiplying the addition value by a constant coefficient, the temperature change amount of the addition value can be converted into the temperature change amount of the deviation voltage to be used as the temperature correction value of the deviation voltage.

【0016】また、この発明に係る電圧検出手段は、偏
差電圧をレベルシフトしてセンサ信号とする増幅手段を
備えるとともに、センサ信号を中点電位に調整する調整
手段を備えたことを特徴とする。
Further, the voltage detecting means according to the present invention includes an amplifying means for level-shifting the deviation voltage as a sensor signal, and an adjusting means for adjusting the sensor signal to a midpoint potential. .

【0017】この発明に係る電圧検出手段は、偏差電圧
をレベルシフトしてセンサ信号とするとともに、トルク
が加えられない時のセンサ信号を中点電位に調整するこ
とができる。
The voltage detection means according to the present invention can shift the deviation voltage to a sensor signal by level-shifting, and can adjust the sensor signal when no torque is applied to a midpoint potential.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は周囲温度が
変化して熱膨張係数の差に伴うコアの位置変化に起因す
る検出コイルのインダクタンスの変化、およびブリッジ
回路を構成する検出コイルおよび抵抗の温度係数の変動
の2つの要因に伴う中点電位の変化を補正し、任意温度
ならびに任意トルクにおけるセンサ信号の温度補正をす
るものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention has two changes: a change in the inductance of the detection coil caused by a change in the position of the core caused by a difference in the coefficient of thermal expansion due to a change in the ambient temperature; The change in the midpoint potential due to the factor is corrected, and the temperature of the sensor signal at an arbitrary temperature and an arbitrary torque is corrected.

【0019】図1はこの発明に係るトルクセンサの変位
検出器の基本構成図である。(a)図は変位可能なコア
を含む変位検出器の構成図であり、(b)図は変位検出
器のブリッジ回路(電気的な等価回路図)である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a displacement detector of a torque sensor according to the present invention. (A) is a configuration diagram of a displacement detector including a displaceable core, and (b) is a bridge circuit (electrically equivalent circuit diagram) of the displacement detector.

【0020】(a)図において、トルクセンサの変位検
出器は、加えられるトルクに応じて中立位置から両方向
に変位可能なコア2と、中立位置からコア2の変位方向
X1,X2に対称に配置され、コア2の変位に対応して
インダクタンスが差動で変化する2個の検出コイル3
A,3Bと、2個の検出コイル3A,3Bのそれぞれに
直列に接続される2個の基準抵抗RF,RFと、パルス電
源4とからなる。
In FIG. 1 (a), a displacement detector of a torque sensor is arranged symmetrically with respect to a core 2 which can be displaced in both directions from a neutral position in accordance with an applied torque, and symmetrically in the displacement directions X1, X2 of the core 2 from the neutral position. And two detection coils 3 whose inductance changes differentially according to the displacement of the core 2.
A and 3B, two reference resistors RF and RF connected in series to the two detection coils 3A and 3B, respectively, and a pulse power supply 4.

【0021】検出コイル3A,3Bの一端は、それぞれ
基準抵抗RF,RFの一端と接続され、それぞれの接続点
は端子S1,S2として後で説明する電圧検出手段と接
続される。また、検出コイル3A,3Bの他端は共通に
接続され、パルス電源4の一端と接続される。なお、2
個の基準抵抗RF,RFの他端およびパルス電源4の他端
は接地(GND)される。
One end of each of the detection coils 3A and 3B is connected to one end of each of reference resistors RF and RF, and their connection points are connected as terminals S1 and S2 to voltage detection means described later. The other ends of the detection coils 3A and 3B are commonly connected, and are connected to one end of the pulse power supply 4. In addition, 2
The other ends of the reference resistors RF and RF and the other end of the pulse power supply 4 are grounded (GND).

【0022】(b)図において、(a)図の電気的な等
価回路であるブリッジ回路5は、検出コイル3Aのイン
ダクタンスL1、検出コイル3BのインダクタンスL
2、基準抵抗RF,RFを備え、インダクタンスL1とL
2の接続点にパルス電源4の+側(電圧VI)を接続
し、基準抵抗RFとRFの接続点にパルス電源4の−側
(GND)を接続する。
In FIG. 2B, a bridge circuit 5, which is an electrical equivalent circuit of FIG. 2A, has an inductance L1 of a detection coil 3A and an inductance L1 of a detection coil 3B.
2. Equipped with reference resistances RF and RF, and inductances L1 and L
2, the + side (voltage VI) of the pulse power supply 4 is connected, and the-side (GND) of the pulse power supply 4 is connected to the connection point between the reference resistances RF and RF.

【0023】インダクタンスL1と基準抵抗RFを直列
に接続し、この接続点を端子S1としてブリッジ回路5
の一方の検出端子とする。また、インダクタンスL2と
基準抵抗RFを直列に接続し、この接続点を端子S2と
してブリッジ回路5の他方の検出端子とする。端子S1
および端子S2は、接地(GND)に対してパルス電源
4で駆動した場合のそれぞれインダクタンスL1と基準
抵抗RF,インダクタンスL2と基準抵抗RFのLR積分
回路を形成する。
An inductance L1 and a reference resistor RF are connected in series, and this connection point is used as a terminal S1 to form a bridge circuit 5
Is one of the detection terminals. Further, the inductance L2 and the reference resistor RF are connected in series, and this connection point is used as a terminal S2 as the other detection terminal of the bridge circuit 5. Terminal S1
The terminal S2 forms an LR integration circuit of the inductance L1 and the reference resistance RF, and the inductance L2 and the reference resistance RF when driven by the pulse power supply 4 with respect to the ground (GND).

【0024】端子S1にはインダクタンスL1と基準抵
抗RFの積分回路をパルス電源4で駆動した時の過渡応
答電圧VS1が発生し、端子S2にはインダクタンスL2
と基準抵抗RFの積分回路をパルス電源4で駆動した時
の過渡応答電圧VS2が発生する。過渡応答電圧VS1と過
渡応答電圧VS2の差(=VS1−VS2)を取ることによっ
て変位検出器におけるコア2の変位に対応した電気的な
差動の偏差電圧VD(=VS1−VS2)が得られる。
A transient response voltage VS1 is generated at a terminal S1 when the integration circuit of the inductance L1 and the reference resistance RF is driven by the pulse power supply 4, and an inductance L2 is generated at a terminal S2.
And a transient response voltage VS2 when the integrating circuit of the reference resistor RF is driven by the pulse power supply 4. By taking the difference (= VS1−VS2) between the transient response voltage VS1 and the transient response voltage VS2, an electrical differential deviation voltage VD (= VS1−VS2) corresponding to the displacement of the core 2 in the displacement detector can be obtained. .

【0025】なお、インダクタンスL1およびインダク
タンスL2は、(a)図に示すコア2が中立位置からX
1あるいはX2方向に変位している場合の値を示し、コ
ア2が中立位置にある場合は等しい(L1=L2=L)
値とする。また、パルス電源4は基準を電位VIとし、
電位VIからGND電位まで変化する立下りパルス波形
とする。
It should be noted that the inductance L1 and the inductance L2 are equal to X when the core 2 shown in FIG.
Indicates a value in the case of displacement in the 1 or X2 direction, and is equal when the core 2 is in the neutral position (L1 = L2 = L)
Value. The pulse power supply 4 sets the reference to the potential VI,
The falling pulse waveform changes from the potential VI to the GND potential.

【0026】図2はこの発明に係る過渡応答電圧(VS
1,VS2)の波形図である。(a)図はパルス電源のパ
ルス幅をLR積分回路の時定数より充分大きく設定した
場合の波形図、(b)図はパルス電源のパルス幅をLR
積分回路の時定数近傍に設定した場合の波形図を示す。
なお、図2は図1においてコア2が中立点から変位し、
ブリッジ回路5のインダクタンスL1がインダクタンス
L2よりも大きい(L1>L2)場合を示す。
FIG. 2 shows a transient response voltage (VS) according to the present invention.
1, VS2). (A) is a waveform diagram when the pulse width of the pulse power supply is set to be sufficiently larger than the time constant of the LR integration circuit.
FIG. 4 shows a waveform diagram when the time constant is set near the time constant of the integration circuit.
2 shows that the core 2 is displaced from the neutral point in FIG.
The case where the inductance L1 of the bridge circuit 5 is larger than the inductance L2 (L1> L2) is shown.

【0027】(a)図において、過渡応答電圧VS1はパ
ルス電源4の波高値VIから時間tの経過とともに時定
数(RF/L1)で指数関数(イクスポネンシャル)的
に減少し、時間t=Tでは0に限りなく近付く。一方、
過渡応答電圧VS2も波高値VIから時間tの経過ととも
に時定数(RF/L2)で指数関数(イクスポネンシャ
ル)的に減少し、時間t=Tでは0に限りなく近付く。
In FIG. 3A, the transient response voltage VS1 decreases exponentially with a time constant (RF / L1) as the time t elapses from the peak value VI of the pulse power supply 4, and the time t = T approaches 0 as much as possible. on the other hand,
The transient response voltage VS2 also decreases exponentially with a time constant (RF / L2) from the peak value VI with the elapse of time t, and approaches zero at time t = T.

【0028】差動の偏差電圧VDは、過渡応答電圧VS1
と過渡応答電圧VS2の差(=VS1−VS2)であるが、
(a)図から明らかなように時間t=0では差が0ある
いは時間t=Tでは差が0となりコア2の変位が検出で
きない。したがって、変位を検出する際には、差(=V
S1−VS2)が最大(VD=VDMAX)となる時間t=tMで
偏差電圧VDを検出することでトルクセンサ1の感度を
高くすることができる。
The differential deviation voltage VD is the transient response voltage VS1
And the transient response voltage VS2 (= VS1-VS2),
(A) As is clear from the figure, at time t = 0, the difference is 0 or at time t = T, the difference becomes 0, and the displacement of the core 2 cannot be detected. Therefore, when detecting the displacement, the difference (= V
The sensitivity of the torque sensor 1 can be increased by detecting the deviation voltage VD at the time t = tM when S1−VS2) becomes maximum (VD = VDMAX).

【0029】また、(b)図において、パルス電源4の
パルス幅T1は過渡応答電圧VS1と過渡応答電圧VS2の
時定数近傍に設定したので、時間t=T1で過渡応答電
圧VS1と過渡応答電圧VS2の差(=VS1−VS2)を偏差
電圧VDとして検出することができる。
In FIG. 3B, since the pulse width T1 of the pulse power supply 4 is set near the time constant of the transient response voltage VS1 and the transient response voltage VS2, the transient response voltage VS1 and the transient response voltage at time t = T1. The difference between VS2 (= VS1-VS2) can be detected as the deviation voltage VD.

【0030】なお、図2では、コア2が変位してブリッ
ジ回路5のインダクタンスL1がインダクタンスL2よ
りも大きく(L1>L2)なる場合について説明した
が、コア2が逆方向に変位してブリッジ回路5のインダ
クタンスL1がインダクタンスL2よりも小さく(L1
<L2)なる場合には、(a)図あるいは(b)図の過
渡応答電圧VS1とVS2の表示を入れ替える(VS1→VS
2、VS2→VS1)ことによって偏差電圧VDを同様に説明
することができる。
Although FIG. 2 shows the case where the core 2 is displaced and the inductance L1 of the bridge circuit 5 is larger than the inductance L2 (L1> L2), the core 2 is displaced in the opposite direction and the bridge circuit is displaced. 5 is smaller than the inductance L2 (L1
<L2), the display of the transient response voltages VS1 and VS2 in FIG. (A) or (b) is switched (VS1 → VS).
2, VS2 → VS1), the deviation voltage VD can be similarly explained.

【0031】また、図1に示すパルス電源4に代えてブ
リッジ回路5の2個の基準抵抗RF一端を直流電源(直
流電圧値VI)に接続するとともに、検出コイル3A,
3Bの一端をトランジスタ等のスイッチング素子を介し
て接地し、このスイッチング素子を図2に示すパルス幅
(時間TまたはT1)でオン駆動することにより、2個
の基準抵抗RF他端と他端が接続された検出コイルコイ
ル3A,3Bの両端から図2に示す過渡応答電圧VS1,
VS2が得られるようにブリッジ回路を構成してもよい。
Also, instead of the pulse power supply 4 shown in FIG. 1, one end of two reference resistors RF of the bridge circuit 5 is connected to a DC power supply (DC voltage value VI), and the detection coils 3A,
3B is grounded via a switching element such as a transistor, and this switching element is turned on with the pulse width (time T or T1) shown in FIG. From both ends of the connected detection coil coils 3A, 3B, the transient response voltages VS1,
A bridge circuit may be configured to obtain VS2.

【0032】図2に示す状態をトルクセンサ1の正
(+)検出方向を、例えば車両の操舵トルクセンサに用
いた場合のように、ハンドルを時計回り方向に操作(右
操舵)した場合の操舵トルクとすると、過渡応答電圧V
S1とVS2の表示を入れ替える(VS1→VS2、VS2→VS
1)状態をトルクセンサ1の負(−)検出方向、例えば
車両のハンドルを反時計回り方向の操作(左操舵)とす
ることができる。
In the state shown in FIG. 2, the steering is performed when the steering wheel is operated clockwise (right steering), for example, when the positive (+) detection direction of the torque sensor 1 is used for a steering torque sensor of a vehicle. Assuming torque, transient response voltage V
Swap the display of S1 and VS2 (VS1 → VS2, VS2 → VS
1) The state may be a negative (-) detection direction of the torque sensor 1, for example, an operation in the counterclockwise direction (left steering) of the steering wheel of the vehicle.

【0033】このように、過渡応答電圧VS1と過渡応答
電圧VS2の差を偏差電圧VD(=VS1−VS2)とするこ
とにより、偏差電圧VDの絶対値|VD|と偏差電圧VD
の極性(+または−)でトルクセンサ1に加えられるト
ルク(例えば、操舵トルク)の大きさと方向を検出する
ことができる。
As described above, by setting the difference between the transient response voltage VS1 and the transient response voltage VS2 as the deviation voltage VD (= VS1-VS2), the absolute value | VD | of the deviation voltage VD and the deviation voltage VD
The magnitude and direction of the torque (for example, steering torque) applied to the torque sensor 1 can be detected with the polarity (+ or −).

【0034】図3はこの発明に係るトルクセンサの電圧
検出手段の実施の形態基本要部ブロック構成図である。
図3において、電圧検出手段6は、偏差電圧検出手段
7、温度補正手段8、増幅手段14、調整手段15を備
える。
FIG. 3 is a block diagram showing a basic part of an embodiment of the voltage detecting means of the torque sensor according to the present invention.
3, the voltage detecting means 6 includes a deviation voltage detecting means 7, a temperature correcting means 8, an amplifying means 14, and an adjusting means 15.

【0035】偏差電圧検出手段7は、減算器またはソフ
ト制御の減算機能を有し、過渡応答電圧VS1と過渡応答
電圧VS2の偏差を演算し、偏差電圧VD(=VS1−VS
2)を温度補正手段8に供給する。
The deviation voltage detecting means 7 has a subtractor or a soft control subtraction function, calculates the deviation between the transient response voltage VS1 and the transient response voltage VS2, and calculates the deviation voltage VD (= VS1-VS).
2) is supplied to the temperature correction means 8.

【0036】温度補正手段8は、加算手段9、記憶手段
10、減算手段11、乗算手段12、補正演算手段13
を備える。加算手段9は、加算器またはソフト制御の加
算機能を有し、過渡応答電圧VS1と過渡応答電圧VS2を
加算し、加算値VP(=VS1+VS2)を減算手段11に
供給する。
The temperature correction means 8 includes an addition means 9, a storage means 10, a subtraction means 11, a multiplication means 12, and a correction calculation means 13.
Is provided. The adding means 9 has an adder or an addition function of software control, adds the transient response voltage VS1 and the transient response voltage VS2, and supplies an added value VP (= VS1 + VS2) to the subtracting means 11.

【0037】記憶手段10は、EEPROMやRAM等
の書換え可能なメモリで構成し、予めトルクが0の時の
基準温度TOにおける過渡応答電圧VS10と過渡応答電圧
VS20を加算した基準加算値VPR(=VS10+VS20)を
記憶し、基準加算値VPRを減算手段11に供給する。
The storage means 10 is composed of a rewritable memory such as an EEPROM or a RAM, and has a reference addition value VPR (= VRP (= R) obtained by previously adding the transient response voltage VS10 and the transient response voltage VS20 at the reference temperature TO when the torque is 0. VS10 + VS20) and supplies the reference addition value VPR to the subtraction means 11.

【0038】また、記憶手段10は、予めトルクが0の
時の温度変化に対する偏差電圧VDK(=VS1K−VS2K)
を実測し、実測した偏差電圧VDK特性を直線で近似した
傾きK2と、トルクが0の時の温度変化に対する加算値
VPK(=VS1K+VS2K)を実測し、実測した加算値VPK
特性を直線で近似した傾きK1との一定係数K(=K2/
K1)を演算しておき、この一定係数Kを記憶し、一定
係数Kを乗算手段12に供給する。
The storage means 10 stores a deviation voltage VDK (= VS1K-VS2K) with respect to a temperature change when the torque is 0 in advance.
Is measured, and the slope K2 obtained by approximating the measured deviation voltage VDK characteristic with a straight line and the added value VPK (= VS1K + VS2K) with respect to the temperature change when the torque is 0 are actually measured, and the actually measured added value VPK is obtained.
A constant coefficient K (= K2 /
K1) is calculated, this constant coefficient K is stored, and the constant coefficient K is supplied to the multiplication means 12.

【0039】図4はこの発明に係る温度T−加算値(V
S1K+VS2K)特性図である。図4において、破線表示は
温度Tを変化(例えば、−30℃〜+90℃)させた時
の加算値(VS1K+VS2K)を実測してプロットしたもの
である。加算値(VS1K+VS2K)特性図から直線近似
(実線表示)を行い、近似した直線の傾きK1を求め
る。なお、直線近似(実線表示)は、低温側で加算値
(VS1K+VS2K)の変化量が大きくなるため、例えば操
舵トルクセンサに用いる場合には、温度範囲を−10℃
〜+90℃の加算値(VS1K+VS2K)特性で行い、近似
直線特性と加算値(VS1K+VS2K)特性の差が極力小さ
くなるようにする。
FIG. 4 shows a temperature T-added value (V) according to the present invention.
(S1K + VS2K) characteristic diagram. In FIG. 4, the broken line display is obtained by actually measuring and plotting the added value (VS1K + VS2K) when the temperature T is changed (for example, −30 ° C. to + 90 ° C.). A straight line approximation (shown by a solid line) is performed from the characteristic diagram of the added value (VS1K + VS2K), and the slope K1 of the approximated straight line is obtained. In the linear approximation (shown as a solid line), the amount of change in the added value (VS1K + VS2K) increases on the low temperature side.
The calculation is performed with the added value (VS1K + VS2K) characteristic of up to + 90 ° C. so that the difference between the approximate linear characteristic and the added value (VS1K + VS2K) characteristic is minimized.

【0040】温度TOは基準温度(例えば、常温)であ
り、トルクが0の時の基準加算値(VS10+VS20)から
任意温度TKにおける加算値(VS1K+VS2K)の変化量
と傾きK1との関係は数1で表わされる。
The temperature TO is a reference temperature (for example, normal temperature), and the relationship between the amount of change in the added value (VS1K + VS2K) at an arbitrary temperature TK from the reference added value (VS10 + VS20) when the torque is 0 and the slope K1 is expressed by the following equation. Is represented by

【0041】[0041]

【数1】K1={(VS1K+VS2K)−(VS10+VS2
0)}/(TO−TK)
K1 = {(VS1K + VS2K) − (VS10 + VS2
0)} / (TO−TK)

【0042】なお、図4に示す実測値から、基準加算値
(VS10+VS20)をVPRとして記憶手段10に記憶させ
る。
The reference addition value (VS10 + VS20) is stored in the storage means 10 as VPR from the actually measured value shown in FIG.

【0043】図5はこの発明に係る温度T−偏差電圧
(VS1K−VS2K)特性図である。図5において、一点鎖
線表示は温度Tを変化(例えば、−30℃〜+90℃)
させた時の偏差電圧(VS1K−VS2K)を実測してプロッ
トしたものである。偏差電圧(VS1K−VS2K)特性図か
ら直線近似(実線表示)を行い、近似した直線の傾きK
2を求める。なお、直線近似(実線表示)は、低温側で
偏差電圧(VS1K−VS2K)の変化量が大きくなるため、
例えば操舵トルクセンサに用いる場合には、温度範囲を
−10℃〜+90℃の偏差電圧(VS1K−VS2K)特性で
行い、近似直線特性と偏差電圧(VS1K−VS2K)特性の
差が極力小さくなるようにする。
FIG. 5 is a temperature T-deviation voltage (VS1K-VS2K) characteristic diagram according to the present invention. In FIG. 5, the dashed line changes the temperature T (for example, −30 ° C. to + 90 ° C.).
The deviation voltage (VS1K-VS2K) at this time is measured and plotted. A straight line approximation (shown as a solid line) is performed from the deviation voltage (VS1K-VS2K) characteristic diagram, and the slope K of the approximated straight line
Ask for 2. In the linear approximation (shown by a solid line), the amount of change in the deviation voltage (VS1K−VS2K) increases on the low temperature side.
For example, when used for a steering torque sensor, the temperature range is set to a deviation voltage (VS1K-VS2K) characteristic of -10 ° C. to + 90 ° C. so that the difference between the approximate linear characteristic and the deviation voltage (VS1K-VS2K) characteristic is minimized. To

【0044】温度TOは基準温度(例えば、常温)であ
り、トルクが0の時の基準偏差電圧VSD(=VS10−VS
20)から任意温度TKにおける偏差電圧(VS1K−VS2
K)の変化量と傾きK2との関係は数2で表わされる。
The temperature TO is a reference temperature (for example, normal temperature), and the reference deviation voltage VSD (= VS10-VS) when the torque is 0 is set.
20), the deviation voltage (VS1K−VS2) at an arbitrary temperature TK
The relationship between the amount of change in K) and the slope K2 is expressed by Equation 2.

【0045】[0045]

【数2】K2={(VS1K−VS2K)−(VS10−VS2
0)}/(TO−TK)
K2 = {(VS1K−VS2K) − (VS10−VS2)
0)} / (TO−TK)

【0046】なお、基準温度TOは、図5に示すよう
に、例えば基準偏差電圧(VS10−VS20)が0となる温
度とする。
The reference temperature TO is, for example, a temperature at which the reference deviation voltage (VS10-VS20) becomes zero, as shown in FIG.

【0047】図6はこの発明に係る加算値(VS1K+VS
2K)−偏差電圧(VS1K−VS2K)特性図である。図6に
おいて、加算値(VS1K+VS2K)および偏差電圧(VS1
K−VS2K)はそれぞれ図4、図5に示す近似直線を用い
る。
FIG. 6 shows the sum (VS1K + VS) according to the present invention.
2K) -deviation voltage (VS1K-VS2K) characteristic diagram. In FIG. 6, the added value (VS1K + VS2K) and the deviation voltage (VS1K
K-VS2K) uses the approximate straight lines shown in FIGS.

【0048】図6に示す直線特性の傾きは、図5に示す
近似直線の傾きK2と図4に示す近似直線の傾きK1との
比である一定係数K(=K2/K1)であり、一定係数K
は数1と数2より数3で表わされる。
The slope of the linear characteristic shown in FIG. 6 is a constant coefficient K (= K2 / K1) which is a ratio of the slope K2 of the approximate straight line shown in FIG. 5 to the slope K1 of the approximate straight line shown in FIG. Coefficient K
Is represented by Equation 3 from Equations 1 and 2.

【0049】[0049]

【数3】K=K2/K1={(VS1K−VS2K)−(VS10
−VS20)}/{(VS1K+VS2K)−(VS10+VS2
0)}
K = K2 / K1 = {(VS1K−VS2K) − (VS10
−VS20)} / {(VS1K + VS2K) − (VS10 + VS2
0)}

【0050】数3より、偏差電圧(VS1K−VS2K)と加
算値(VS1K+VS2K)の関係は、加算値(VS1K+VS2
K)に一定係数Kを乗算することで偏差電圧(VS1K−V
S2K)に対応する値にすることができる。
From equation (3), the relationship between the deviation voltage (VS1K-VS2K) and the added value (VS1K + VS2K) is as follows: the added value (VS1K + VS2K).
K) is multiplied by a constant coefficient K to obtain a deviation voltage (VS1K-V
S2K).

【0051】なお、数3で演算された一定係数Kは記憶
手段10に記憶させ、一定係数Kを乗算手段12に供給
する。
The constant coefficient K calculated by the equation (3) is stored in the storage means 10, and the constant coefficient K is supplied to the multiplication means 12.

【0052】図3に戻り、減算手段11は、減算器また
はソフト制御の減算機能を有し、加算手段9から供給さ
れる加算値VP(=VS1+VS2)と記憶手段10から供
給される基準加算値VPR(=VS10+VS20)との差を演
算し、差分加算値VS(=VP−VPR)を乗算手段12に
提供する。
Returning to FIG. 3, the subtraction means 11 has a subtractor or a soft control subtraction function. The addition value VP (= VS1 + VS2) supplied from the addition means 9 and the reference addition value supplied from the storage means 10 The difference from VPR (= VS10 + VS20) is calculated, and the difference addition value VS (= VP-VPR) is provided to the multiplying means 12.

【0053】なお、加算値VP(=VS1+VS2)は操舵
トルクが0の時の任意温度TKでは(VS1K+VS2K)に
等しいため、差分加算値VS(=VP−VPR)は数3に示
した分母{=(VS1K+VS2K)−(VS10+VS20)}と
同じ値となる。
Since the addition value VP (= VS1 + VS2) is equal to (VS1K + VS2K) at an arbitrary temperature TK when the steering torque is 0, the difference addition value VS (= VP-VPR) is represented by the denominator {= (VS1K + VS2K)-(VS10 + VS20)}.

【0054】乗算手段12は、乗算器またはソフト制御
の乗算機能を有し、記憶手段10から提供される一定係
数Kと減算手段11から供給される差分加算値VSの積
を演算(=K*VS)し、演算結果を温度補正値VHとし
て補正演算手段13に供給する。
The multiplication means 12 has a multiplier or a software-controlled multiplication function, and calculates the product of the constant coefficient K provided from the storage means 10 and the difference addition value VS supplied from the subtraction means 11 (= K * VS), and supplies the calculation result to the correction calculation means 13 as a temperature correction value VH.

【0055】数3を温度補正値VHを用いて表わすと、
数4が得られる。
Expression 3 is expressed by using the temperature correction value VH.
Equation 4 is obtained.

【0056】[0056]

【数4】(VS1K−VS2K)−(VS10−VS20)=VH ただし、VH=K*{(VS1K+VS2K)−(VS10+VS2
0)}
(VS1K−VS2K) − (VS10−VS20) = VH where VH = K * {(VS1K + VS2K) − (VS10 + VS2
0)}

【0057】さらに、数4から数5の基準偏差電圧(V
S10−VS20)が求められる。
Further, the reference deviation voltage (V
S10-VS20) is required.

【0058】[0058]

【数5】(VS10−VS20)=(VS1K−VS2K)−VH## EQU5 ## (VS10-VS20) = (VS1K-VS2K) -VH

【0059】数5は図5からも明らかなように、任意温
度TKにおける偏差電圧VDK(=VS1K−VS2K)と任意
温度TKにおける温度補正値VHの差を演算すると基準温
度TOにおける基準偏差電圧(VS10−VS20)となるこ
とを表わす。
As is clear from FIG. 5, Equation 5 calculates the difference between the deviation voltage VDK (= VS1K−VS2K) at the arbitrary temperature TK and the temperature correction value VH at the arbitrary temperature TK. (VS10-VS20).

【0060】補正演算手段13は、減算器またはソフト
制御の減算機能を有し、偏差電圧検出手段7から供給さ
れる偏差電圧VD(=VS1−VS2)と乗算手段12から
供給される温度補正値VHの偏差を演算し、温度補償が
なされた偏差電圧VO(=VD−VH)を増幅手段14に
供給する。
The correction operation means 13 has a subtractor or a soft control subtraction function. The deviation voltage VD (= VS1−VS2) supplied from the deviation voltage detection means 7 and the temperature correction value supplied from the multiplication means 12 The deviation of VH is calculated, and the temperature-compensated deviation voltage VO (= VD-VH) is supplied to the amplification means 14.

【0061】温度補償がなされた偏差電圧VO(=VD−
VH)は、偏差電圧VD(=VS1−VS2)を操舵トルクが
0の時の任意温度TKにおける値とすると、偏差電圧VD
K(=VS1K−VS2K)となるため、数5と同一となり、
任意温度TKにおける偏差電圧VDK(=VS1K−VS2K)
が温度補正値VHにより基準偏差電圧VDO(=VS10−V
S20)に温度補正されることが明かとなる。
The deviation voltage VO (= VD-
VH) is the deviation voltage VD when the deviation voltage VD (= VS1-VS2) is a value at an arbitrary temperature TK when the steering torque is 0.
K (= VS1K−VS2K), which is the same as Equation 5;
Deviation voltage VDK at arbitrary temperature TK (= VS1K-VS2K)
Is the reference deviation voltage VDO (= VS10-V) according to the temperature correction value VH.
It becomes clear that the temperature is corrected in S20).

【0062】なお、本実施の形態では、図5に示すよう
に基準温度TOを、例えば常温とし、この時の基準偏差
電圧VDO(=VS10−VS20)が0となる場合について説
明したが、図4〜図6の直線近似が成立する限り、基準
温度TOと対応する基準偏差電圧VDO(=VS10−VS2
0)を直線上の任意の点に設定しても本願発明は成立す
る。
In this embodiment, the case where the reference temperature TO is, for example, normal temperature and the reference deviation voltage VDO (= VS10−VS20) at this time becomes 0 as shown in FIG. 5 has been described. As long as the linear approximation of FIGS. 4 to 6 holds, the reference deviation voltage VDO (= VS10−VS2) corresponding to the reference temperature TO
Even if 0) is set to an arbitrary point on a straight line, the present invention is established.

【0063】ただし、この場合には、基準偏差電圧VDO
(=VS10−VS20)が0とならないため、後述する増幅
手段14でレベルシフトし、調整手段15で中点電位
(例えば、2.5V)に調整する。
However, in this case, the reference deviation voltage VDO
Since (= VS10−VS20) does not become 0, the level is shifted by the amplifying means 14 described later, and adjusted to the midpoint potential (for example, 2.5 V) by the adjusting means 15.

【0064】また、本実施の形態では、トルクが0の場
合について説明したが、トルクが0でない有限値の場合
にも数4に示すように、加算値(=VS1K+VS2K)を用
いて温度補正をすることができる。
In this embodiment, the case where the torque is 0 has been described. However, even when the torque is a finite value other than 0, the temperature correction is performed using the added value (= VS1K + VS2K) as shown in Expression 4. can do.

【0065】図7はこの発明に係るトルク(操舵トルク
信号T)−加算値(VS1K+VS2K)特性図である。図7
において、トルク(操舵トルク信号T)の実使用の最大
値(TM+,TM-)の範囲では加算値(VS1K+VS2K)が
トルク(操舵トルク信号T)の値に拘らず一定であるこ
とを示す。
FIG. 7 is a characteristic diagram of torque (steering torque signal T) -added value (VS1K + VS2K) according to the present invention. FIG.
Indicates that the added value (VS1K + VS2K) is constant irrespective of the value of the torque (steering torque signal T) in the range of the maximum value (TM +, TM-) of the actual use of the torque (steering torque signal T).

【0066】トルク(操舵トルク信号T)の値に拘らず
加算値(VS1K+VS2K)が一定であることにより、加算
値(VS1K+VS2K)を用いて数4に示す温度補正値VH
を生成し、トルク(操舵トルク信号T)が加えられた状
態で、任意温度TKにおける偏差電圧VO(=VD−VH)
を温度補正値VHで補正することができる。
Since the addition value (VS1K + VS2K) is constant irrespective of the value of the torque (steering torque signal T), the temperature correction value VH shown in Expression 4 is calculated using the addition value (VS1K + VS2K).
Is generated, and the deviation voltage VO (= VD−VH) at an arbitrary temperature TK in a state where the torque (the steering torque signal T) is applied.
Can be corrected by the temperature correction value VH.

【0067】増幅手段14は、例えば2.5Vを仮想接
地電位とした5V単一電源駆動の演算増幅器で構成し、
補正演算手段13から供給される偏差電圧VO(=VD−
VH)をレベルシフトし、トルク0の場合は2.5Vのト
ルク信号ST,トルクが正(+)の場合には2.5V<S
T≦5.0Vのトルク信号ST,トルクが負(−)の場合
には0≦ST<2.5Vのトルク信号STを出力する。
The amplifying means 14 is composed of, for example, an operational amplifier driven by a single power supply of 5 V with a virtual ground potential of 2.5 V.
The deviation voltage VO (= VD-
VH) is level-shifted, and if the torque is 0, a 2.5V torque signal ST, and if the torque is positive (+), 2.5V <S
A torque signal ST of T ≦ 5.0 V and a torque signal ST of 0 ≦ ST <2.5 V when the torque is negative (−) are output.

【0068】調整手段15は、例えば可変抵抗器RVで
構成し、可変抵抗器RVを可変することにより、抵抗器
RIと可変抵抗器RVで決定(RV/RI)される増幅手段
14のゲインを調整してトルク0の時のトルク信号ST
を中点電位(=2.5V)に調整する。
The adjusting means 15 is composed of, for example, a variable resistor RV, and varies the variable resistor RV so that the gain of the amplifying means 14 determined by the resistor RI and the variable resistor RV (RV / RI) is obtained. Adjust the torque signal ST when the torque is 0
Is adjusted to the midpoint potential (= 2.5 V).

【0069】調整手段15を設けたので、トルク0の時
の偏差電圧VO(=VD−VH)が0でない場合にも、ト
ルク信号STを中点電位(=2.5V)に調整することが
できる。
Since the adjusting means 15 is provided, the torque signal ST can be adjusted to the midpoint potential (= 2.5 V) even when the deviation voltage VO (= VD-VH) at the time of the torque 0 is not 0. it can.

【0070】したがって、図5に示す基準温度TO(常
温)で基準偏差電圧VDO(=VS10−VS20)が0を基準
とせずに傾きK2の近似直線上の任意の点を基準にして
も、数4に示す温度補正値VHは同じ値となり、トルク
0の時のトルク信号STを中点電位(=2.5V)に調整
することができる。
Therefore, at the reference temperature TO (normal temperature) shown in FIG. 5, the reference deviation voltage VDO (= VS10-VS20) is not based on 0, but on the basis of an arbitrary point on the approximate straight line of the slope K2. The temperature correction value VH shown in FIG. 4 becomes the same value, and the torque signal ST when the torque is 0 can be adjusted to the midpoint potential (= 2.5 V).

【0071】なお、製品出荷時やサービスステーション
等での保守、点検時に、調整手段15でトルク信号ST
を中点電位(=2.5V)に調整する単純な作業のみ
で、トルクセンサ1の使用環境ならびに使用状態の全て
に亘って温度補正をすることができる。
At the time of product shipment or maintenance or inspection at a service station or the like, the torque signal ST is adjusted by the adjusting means 15.
Is adjusted to the midpoint potential (= 2.5 V), the temperature can be corrected over the entire use environment and use condition of the torque sensor 1.

【0072】また、トルク信号STを中点電位(=2.5
V)に調整する作業は、製品出荷時やサービスステーシ
ョン等の任意の温度環境で行うことができる。
Further, the torque signal ST is set to the midpoint potential (= 2.5
The operation of adjusting to V) can be performed in an arbitrary temperature environment such as at the time of product shipment or a service station.

【0073】さらに、図3の実施の形態では、偏差電圧
VO(=VD−VH)の検出までを図1に示すブリッジ回
路5からの過渡応答電圧VS1,VS2のレベルで実行し、
増幅手段14でレベルシフトした構成としたが、過渡応
答電圧VS1,VS2の出力を増幅手段14のような2.5
Vを仮想接地電位とした5V単一電源駆動の演算増幅器
を用いてレベルシフトする構成としてもよい。
Further, in the embodiment of FIG. 3, up to the detection of the deviation voltage VO (= VD-VH) is executed at the level of the transient response voltages VS1 and VS2 from the bridge circuit 5 shown in FIG.
Although the level is shifted by the amplifying means 14, the outputs of the transient response voltages VS1 and VS2 are changed to 2.5 as in the amplifying means 14.
The level may be shifted by using an operational amplifier driven by a single power supply of 5 V with V being a virtual ground potential.

【0074】図8はこの発明に係るトルクセンサを応用
した操舵トルクセンサの要部ブロック構成図を示す。図
8おいて、操舵トルクセンサ40は、変位検出器41お
よび電圧検出手段46から構成する。
FIG. 8 is a block diagram showing a main part of a steering torque sensor to which the torque sensor according to the present invention is applied. In FIG. 8, the steering torque sensor 40 includes a displacement detector 41 and a voltage detecting means 46.

【0075】変位検出器41は、インプットシャフト4
2、アウトプットシャフト43、インプットシャフト4
2とアウトプットシャフト43を結合するトーションバ
ー(図省略)、コア44、コイル45A、コイル45B
および図示しない2個の基準抵抗を備える。
The displacement detector 41 includes the input shaft 4
2, output shaft 43, input shaft 4
Torsion bar (not shown) that couples the output shaft 43 with the output shaft 43, a core 44, a coil 45A, and a coil 45B
And two reference resistors (not shown).

【0076】インプットシャフト42とアウトプットシ
ャフト43に操舵トルク(T)が作用すると、トーショ
ンバーに操舵トルク(T)に比例した捩れ角(θT)が
生じる。この捩れ角(θT)は、両シャフトに結合され
たピンとコア44に設けられたスパイラル溝および縦溝
(いずれも図示せず)の作用により、シャフト軸方向の
コア44の変位(xT)に変換される。
When a steering torque (T) acts on the input shaft 42 and the output shaft 43, a torsion angle (θT) is generated in the torsion bar in proportion to the steering torque (T). This twist angle (θT) is converted into a displacement (xT) of the core 44 in the shaft axial direction by the action of a pin connected to both shafts and a spiral groove and a vertical groove (both not shown) provided in the core 44. Is done.

【0077】コア44の変位(xT)は、既に説明した
コイル45A、コイル45Bのインダクタンス変化(Δ
LT)として検出され、インダクタンス変化(ΔLT)は
コイル45A、コイル45Bおよび2個の基準抵抗で構
成されるブリッジ回路に印加されるパルス電圧VIの過
渡応答電圧VS1、VS2として検出する。
The displacement (xT) of the core 44 is based on the change in inductance (ΔT) of the coils 45A and 45B described above.
LT), and the inductance change (ΔLT) is detected as transient response voltages VS1 and VS2 of the pulse voltage VI applied to the bridge circuit composed of the coils 45A and 45B and two reference resistors.

【0078】電圧検出手段46は、変位検出器41にパ
ルス電圧VIを供給するパルス発生回路51と、変位検
出器41で検出した過渡応答電圧VS1、VS2に含まれる
高周波のスイッチングノイズ(NS)を除去してパルス
過渡応答電圧Va(VS1、VS2)を出力する1次のCR
ローパスフィルタ47A、47Bと、パルス過渡応答電
圧Va(VS1、VS2)のボトム電圧VT1、VT2を保持し
て出力するボトムホールド回路48A、48Bと、ボト
ム電圧VT2とボトム電圧VT1との偏差(VT2−VT1)を
演算してゲインG1だけ増幅し、基準中点電位2.5V
をレベルシフトする差動増幅器48と、差動増幅器48
の出力VDの温度補正をする温度補正手段50と、温度
補正された出力VOを中点電位(2.5V)に調整してセ
ンサ信号(センサ出力)STを出力する可変増幅器51
とから構成する。
The voltage detecting means 46 includes a pulse generating circuit 51 for supplying the pulse voltage VI to the displacement detector 41 and a high-frequency switching noise (NS) included in the transient response voltages VS1 and VS2 detected by the displacement detector 41. Primary CR that removes and outputs pulse transient response voltage Va (VS1, VS2)
Low-pass filters 47A and 47B, bottom hold circuits 48A and 48B for holding and outputting the bottom voltages VT1 and VT2 of the pulse transient response voltages Va (VS1 and VS2), and a difference (VT2−) between the bottom voltage VT2 and the bottom voltage VT1. VT1) is calculated and amplified by the gain G1, and the reference midpoint potential is 2.5V.
And a differential amplifier 48 for level shifting the
And a variable amplifier 51 which adjusts the temperature-corrected output VO to a midpoint potential (2.5 V) and outputs a sensor signal (sensor output) ST.
And

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るトル
クセンサは、センサが使用される周囲温度ならびに加え
られるトルクに拘らず、センサ出力の温度補正をするこ
とができるので、温度センサを設けなくても正確なセン
サ出力を得ることができる。
As described above, the torque sensor according to the present invention can correct the temperature of the sensor output regardless of the ambient temperature at which the sensor is used and the applied torque. However, an accurate sensor output can be obtained.

【0080】また、過渡応答電圧の加算値は、温度が一
定ならば加えられるトルクの大きさに拘らず一定なの
で、偏差電圧を温度補正することによって任意温度なら
びに任意トルク状態のトルク信号の温度補正をすること
ができる。
Since the added value of the transient response voltage is constant irrespective of the magnitude of the applied torque if the temperature is constant, the temperature of the torque signal in the arbitrary temperature and the arbitrary torque state can be corrected by temperature correction of the deviation voltage. Can be.

【0081】なお、電圧検出手段でセンサの中点電位の
温度補償を行うので、コア、検出コイルおよび検出コイ
ル周辺の部材の選定や2個の検出コイルを異なる巻数に
設定する必要がない。
Since the voltage detecting means compensates for the temperature of the midpoint potential of the sensor, it is not necessary to select the core, the detecting coil and members around the detecting coil, and to set the two detecting coils to different numbers of turns.

【0082】この発明に係る温度補正手段は、トルクが
加えられない時の任意温度における2個の基準抵抗から
のそれぞれの過渡応答電圧の加算値を演算し、この加算
値からトルクが加えられない時の基準温度における2個
の基準抵抗からのそれぞれの過渡応答電圧を加算した基
準加算値を引いた値に一定係数を乗算して温度補正値と
するので、トルクの値に無関係な一定の加算値でトルク
信号の温度補正をすることができ、センサ出力の温度変
化を正確に補正することができる。
The temperature correcting means according to the present invention calculates an added value of the respective transient response voltages from the two reference resistors at an arbitrary temperature when no torque is applied, and no torque is applied from the added value. A constant correction factor is obtained by multiplying a value obtained by subtracting the reference added value obtained by adding the respective transient response voltages from the two reference resistors at the reference temperature at that time by a constant coefficient to obtain a temperature correction value, regardless of the torque value. The temperature of the torque signal can be corrected by the value, and the temperature change of the sensor output can be accurately corrected.

【0083】さらに、トルクが加えられない時の温度変
化に対する偏差電圧特性を直線近似した時の傾きと、加
算値特性を直線近似した時の傾きとの比を一定係数とし
たので、一定係数を加算値に乗算することによって加算
値の温度変化量を偏差電圧の温度変化量に変換して偏差
電圧の温度補正値とすることができるので、センサが使
用される周囲温度に拘らず、センサ出力の温度補正をす
ることができる。
Further, since the ratio between the slope obtained when the deviation voltage characteristic with respect to the temperature change when no torque is applied and the slope obtained when the added value characteristic is linearly approximated and the slope obtained when the added value characteristic is linearly approximated, the fixed coefficient is used. By multiplying the addition value, the temperature change amount of the addition value can be converted into the temperature change amount of the deviation voltage to obtain the temperature correction value of the deviation voltage, so that the sensor output is independent of the ambient temperature at which the sensor is used. Temperature correction can be performed.

【0084】また、この発明に係る電圧検出手段は、偏
差電圧をレベルシフトしてセンサ信号とするとともに、
トルクが加えられない時のセンサ信号を中点電位に調整
することができるので、中点補正の設定を極めて容易に
することができる。
Further, the voltage detecting means according to the present invention performs the level shift of the deviation voltage to obtain a sensor signal,
Since the sensor signal when no torque is applied can be adjusted to the midpoint potential, the setting of the midpoint correction can be made extremely easy.

【0085】よって、温度センサを不要とするととも
に、中点設定作業を容易とし、センサが使用される周囲
温度ならびに加えられるトルクに拘らず、センサ出力の
温度補正をすることができるトルクセンサを提供するこ
とができる。
Accordingly, a torque sensor which eliminates the need for a temperature sensor, facilitates the operation of setting the midpoint, and can correct the temperature of the sensor output regardless of the ambient temperature at which the sensor is used and the applied torque. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係るトルクセンサの変位検出器の基
本構成図
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a displacement detector of a torque sensor according to the present invention.

【図2】この発明に係る過渡応答電圧(VS1,VS2)の
波形図
FIG. 2 is a waveform diagram of a transient response voltage (VS1, VS2) according to the present invention.

【図3】この発明に係るトルクセンサの電圧検出手段の
実施の形態基本要部ブロック構成図
FIG. 3 is a block diagram of a basic essential part of an embodiment of a voltage detecting means of the torque sensor according to the present invention;

【図4】この発明に係る温度T−加算値(VS1K+VS2
K)特性図
FIG. 4 shows a temperature T-added value (VS1K + VS2) according to the present invention.
K) Characteristic diagram

【図5】この発明に係る温度T−偏差電圧(VS1K−VS
2K)特性図
FIG. 5 shows a temperature T-deviation voltage (VS1K-VS) according to the present invention.
2K) Characteristic diagram

【図6】この発明に係る加算値(VS1K+VS2K)−偏差
電圧(VS1K−VS2K)特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram of an added value (VS1K + VS2K) -deviation voltage (VS1K-VS2K) according to the present invention.

【図7】この発明に係るトルク(操舵トルク信号T)−
加算値(VS1K+VS2K)特性図
FIG. 7 shows a torque (steering torque signal T) according to the present invention;
Additive value (VS1K + VS2K) characteristic diagram

【図8】この発明に係るトルクセンサを応用した操舵ト
ルクセンサの要部ブロック構成図
FIG. 8 is a block diagram of a main part of a steering torque sensor to which the torque sensor according to the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…トルクセンサ、2…コア、3A,3B…検出コイ
ル、4…パルス電源、5…ブリッジ回路、6…電圧検出
手段、7…偏差電圧検出手段、8…温度補正手段、9…
加算手段、10…記憶手段、11…減算手段、12…乗
算手段、13…補正演算手段、14…増幅手段、15…
調整手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Torque sensor, 2 ... Core, 3A, 3B ... Detection coil, 4 ... Pulse power supply, 5 ... Bridge circuit, 6 ... Voltage detection means, 7 ... Deviation voltage detection means, 8 ... Temperature correction means, 9 ...
Addition means, 10 ... storage means, 11 ... subtraction means, 12 ... multiplication means, 13 ... correction operation means, 14 ... amplification means, 15 ...
Adjustment means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−333083(JP,A) 特開 平7−260601(JP,A) 特開 平9−105687(JP,A) 特開 平6−213257(JP,A) 特開 平11−63911(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 3/10 G01D 5/20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-333083 (JP, A) JP-A-7-260601 (JP, A) JP-A-9-105687 (JP, A) 213257 (JP, A) JP-A-11-63911 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01L 3/10 G01D 5/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加えられるトルクに応じて中立位置から
両方向に変位可能なコアと、中立位置から前記コアの変
位方向に対称に配置され、コアの変位に対応してインダ
クタンスが差動で変化する2個の検出コイルと、この2
個の検出コイルのそれぞれに直列に接続される2個の基
準抵抗と、この2個の基準抵抗と前記2個の検出コイル
から構成されるブリッジ回路と、このブリッジ回路に印
加するパルス電源と、前記ブリッジ回路の前記2個の基
準抵抗からのそれぞれの過渡応答電圧の偏差電圧を検出
する電圧検出手段と、を備え、偏差電圧に基づいて前記
コアの変位量と変位方向をトルク信号として検出するト
ルクセンサにおいて、 前記電圧検出手段は、前記2個の基準抵抗からのそれぞ
れの過渡応答電圧の加算値に基づいて偏差電圧の温度補
正をする温度補正手段を備えたことを特徴とするトルク
センサ。
1. A core which can be displaced in both directions from a neutral position according to an applied torque, and a core which is symmetrically arranged in the direction of displacement of the core from the neutral position, and whose inductance changes differentially corresponding to the displacement of the core. Two detection coils and this 2
Two reference resistors connected in series to each of the two detection coils, a bridge circuit composed of the two reference resistors and the two detection coils, a pulse power supply applied to the bridge circuit, Voltage detecting means for detecting a deviation voltage of each transient response voltage from the two reference resistors of the bridge circuit, and detects a displacement amount and a displacement direction of the core as a torque signal based on the deviation voltage. In the torque sensor, the voltage detecting means includes a temperature correcting means for correcting a temperature of the deviation voltage based on an added value of the respective transient response voltages from the two reference resistors.
【請求項2】 前記温度補正手段は、トルクが加えられ
ない時の任意温度における前記2個の基準抵抗からのそ
れぞれの過渡応答電圧を加算する加算手段と、この加算
手段からの加算値とトルクが加えられない時の基準温度
における前記2個の基準抵抗からのそれぞれの過渡応答
電圧を加算した基準加算値との差を演算する減算手段
と、この減算手段からの出力に一定係数を乗算して温度
補正値を演算する乗算手段と、偏差電圧と温度補正値の
偏差を演算する偏差演算手段と、基準加算値および一定
係数を記憶する記憶手段と、を備えたことを特徴とする
請求項1記載のトルクセンサ。
2. The temperature compensating means includes an adding means for adding respective transient response voltages from the two reference resistances at an arbitrary temperature when no torque is applied, and an added value from the adding means and a torque. Subtracting means for calculating a difference between a reference addition value obtained by adding respective transient response voltages from the two reference resistances at a reference temperature when no voltage is applied, and multiplying an output from the subtracting means by a constant coefficient. Multiplying means for calculating a temperature correction value by using the multiplication means, deviation calculating means for calculating a deviation between the deviation voltage and the temperature correction value, and storage means for storing a reference added value and a constant coefficient. 1. The torque sensor according to 1.
【請求項3】 一定係数は、トルクが加えられない時の
温度変化に対する偏差電圧特性を直線近似した時の傾き
と、加算値特性を直線近似した時の傾きとの比であるこ
とを特徴とする請求項2記載のトルクセンサ。
3. The constant coefficient is a ratio of a slope obtained by linearly approximating a deviation voltage characteristic with respect to a temperature change when no torque is applied and a slope obtained by linearly approximating an added value characteristic. The torque sensor according to claim 2, wherein
【請求項4】 前記電圧検出手段は、偏差電圧をレベル
シフトしてセンサ信号とする増幅手段を備えるととも
に、センサ信号を中点電位に調整する調整手段を備えた
ことを特徴とする請求項1記載のトルクセンサ。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said voltage detecting means includes an amplifying means for level-shifting the deviation voltage to be a sensor signal, and an adjusting means for adjusting the sensor signal to a midpoint potential. The torque sensor as described.
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