JP3316567B2 - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トルク検出装置の改良
に関し、特に自動車のパワーステアリング装置に好適な
トルク検出装置の改良に関する。
に関し、特に自動車のパワーステアリング装置に好適な
トルク検出装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、電動式のものが実用化
されている。これは操舵輪に作用したトルクを検出し、
その検出トルクに応じて、操舵機構に設けられている操
舵力を補助する電動機を駆動させる構造となっている。
パワーステアリング装置として、電動式のものが実用化
されている。これは操舵輪に作用したトルクを検出し、
その検出トルクに応じて、操舵機構に設けられている操
舵力を補助する電動機を駆動させる構造となっている。
【０００３】本願出願人は、特願平４−３２４３４３号
により、この種のトルク検出装置を提案している。図１
２はこの種のトルク検出装置の回路構成を示すブロック
図である。このトルク検出装置では、直流電源Ｅから電
源電圧が供給されて発振動作する発振回路３０の直流電
圧を含んだ発振電圧を出力する出力端子は、電流増幅回
路３１、反転電流増幅回路３２及びサンプリングパルス
発生回路３３，３４の各入力端子と接続されている。電
流増幅回路３１の出力端子と、反転電流増幅回路３２の
出力端子との間には、温度補償コイルＬ1 とトルク検出
コイルＬ2 との直列回路が介装されている。温度補償コ
イルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との直列回路には、主
回路用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との直列回路及び
フェイルセーフ用である補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と
第２抵抗Ｒ2 ′との直列回路が夫々並列接続されてい
る。温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接
続部は、差動増幅回路３５の一側入力端子及び差動増幅
回路３６の一側入力端子と接続されている。
により、この種のトルク検出装置を提案している。図１
２はこの種のトルク検出装置の回路構成を示すブロック
図である。このトルク検出装置では、直流電源Ｅから電
源電圧が供給されて発振動作する発振回路３０の直流電
圧を含んだ発振電圧を出力する出力端子は、電流増幅回
路３１、反転電流増幅回路３２及びサンプリングパルス
発生回路３３，３４の各入力端子と接続されている。電
流増幅回路３１の出力端子と、反転電流増幅回路３２の
出力端子との間には、温度補償コイルＬ1 とトルク検出
コイルＬ2 との直列回路が介装されている。温度補償コ
イルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との直列回路には、主
回路用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との直列回路及び
フェイルセーフ用である補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と
第２抵抗Ｒ2 ′との直列回路が夫々並列接続されてい
る。温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接
続部は、差動増幅回路３５の一側入力端子及び差動増幅
回路３６の一側入力端子と接続されている。
【０００４】主回路用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 と
の接続部は、差動増幅回路３５の他側入力端子と接続さ
れている。補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２抵抗
Ｒ2 ′との接続部は、差動増幅回路３６の他側入力端子
と接続されている。差動増幅回路３５の出力端子はサン
プルホールド回路３７の入力端子と、差動増幅回路３６
の出力端子はサンプルホールド回路３８の入力端子と接
続されている。サンプリングパルス発生回路３３のパル
ス出力端子はサンプルホールド回路３７のサンプリング
パルス入力端子と、サンプリングパルス発生回路３４の
パルス出力端子はサンプルホールド回路３８のサンプリ
ングパルス入力端子と接続されている。
の接続部は、差動増幅回路３５の他側入力端子と接続さ
れている。補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２抵抗
Ｒ2 ′との接続部は、差動増幅回路３６の他側入力端子
と接続されている。差動増幅回路３５の出力端子はサン
プルホールド回路３７の入力端子と、差動増幅回路３６
の出力端子はサンプルホールド回路３８の入力端子と接
続されている。サンプリングパルス発生回路３３のパル
ス出力端子はサンプルホールド回路３７のサンプリング
パルス入力端子と、サンプリングパルス発生回路３４の
パルス出力端子はサンプルホールド回路３８のサンプリ
ングパルス入力端子と接続されている。
【０００５】サンプルホールド回路３７の出力端子は電
圧・電流変換回路３９の入力端子と、サンプルホールド
回路３８の出力端子は電圧・電流変換回路４０の入力端
子と接続されている。電圧・電流変換回路３９から主回
路用のトルク検出信号ＴS が出力され、電圧・電流変換
回路４０から補助回路用のトルク検出信号ＴS ′が出力
されている。
圧・電流変換回路３９の入力端子と、サンプルホールド
回路３８の出力端子は電圧・電流変換回路４０の入力端
子と接続されている。電圧・電流変換回路３９から主回
路用のトルク検出信号ＴS が出力され、電圧・電流変換
回路４０から補助回路用のトルク検出信号ＴS ′が出力
されている。
【０００６】以下に、このような構成のトルク検出装置
の動作を説明する。発振回路３０を発振動作させると、
発振回路３０は、図３に示すように、直流電圧ＶD によ
りバイアスされた発振電圧ＶA を出力する。そして、こ
の直流電圧ＶD を含んだ発振電圧ＶA が電流増幅回路３
１及び反転電流増幅回路３２へ入力され、電流増幅回路
３１は、図４に示すように、発振回路３０の出力電圧と
同位相の交流電圧ＶB 及び正の直流電圧ＶD を出力す
る。
の動作を説明する。発振回路３０を発振動作させると、
発振回路３０は、図３に示すように、直流電圧ＶD によ
りバイアスされた発振電圧ＶA を出力する。そして、こ
の直流電圧ＶD を含んだ発振電圧ＶA が電流増幅回路３
１及び反転電流増幅回路３２へ入力され、電流増幅回路
３１は、図４に示すように、発振回路３０の出力電圧と
同位相の交流電圧ＶB 及び正の直流電圧ＶD を出力す
る。
【０００７】一方、反転電流増幅回路３２は、図５に示
すように、発振回路３０の発振電圧の位相を１８０°ず
らせた交流電圧ＶC 及び正の直流電圧ＶD を出力する。
これにより温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2
との直列回路の両端には交流電圧ＶB とＶC との差電
圧、つまり発振電圧ＶA の２倍の高い電圧が与えられ
る。
すように、発振回路３０の発振電圧の位相を１８０°ず
らせた交流電圧ＶC 及び正の直流電圧ＶD を出力する。
これにより温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2
との直列回路の両端には交流電圧ＶB とＶC との差電
圧、つまり発振電圧ＶA の２倍の高い電圧が与えられ
る。
【０００８】また、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コ
イルＬ2 との直列回路の両端には同電位の直流電圧ＶD
が与えられている為、温度補償コイルＬ1 及びトルク検
出コイルＬ2 には、直流電流は流れない。そして、温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部の交
流電圧は、図６に示すように、トルク検出コイルＬ2の
インピーダンスが温度補償コイルＬ1 のインピーダンス
より大きい場合は、発振電圧ＶA と同位相の交流電圧Ｖ
B の変化をし、反対に小さい場合は発振電圧Ｖ A と逆位
相の交流電圧ＶC の変化をする。
イルＬ2 との直列回路の両端には同電位の直流電圧ＶD
が与えられている為、温度補償コイルＬ1 及びトルク検
出コイルＬ2 には、直流電流は流れない。そして、温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部の交
流電圧は、図６に示すように、トルク検出コイルＬ2の
インピーダンスが温度補償コイルＬ1 のインピーダンス
より大きい場合は、発振電圧ＶA と同位相の交流電圧Ｖ
B の変化をし、反対に小さい場合は発振電圧Ｖ A と逆位
相の交流電圧ＶC の変化をする。
【０００９】また、第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接
続部の直流電圧は、両抵抗Ｒ1 とＲ 2 とが等しい場合
は、図７に示すように、直流電圧ＶD となる。そして、
温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
の電圧及び第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接続部の電
圧が、差動増幅回路３５へ入力されて差動増幅され、そ
の出力電圧は、図８に示すように、変化してサンプルホ
ールド回路３７へ入力される。
続部の直流電圧は、両抵抗Ｒ1 とＲ 2 とが等しい場合
は、図７に示すように、直流電圧ＶD となる。そして、
温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
の電圧及び第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接続部の電
圧が、差動増幅回路３５へ入力されて差動増幅され、そ
の出力電圧は、図８に示すように、変化してサンプルホ
ールド回路３７へ入力される。
【００１０】ここで、発振回路３０の発振電圧ＶA がサ
ンプリングパルス発生回路３３へ入力されており、発振
電圧ＶA に同期して図１３に示すようにサンプリングパ
ルスＳＰを発生しており、このサンプリングパルスＳＰ
がサンプルホールド回路３７へ与えられる。これにより
サンプルホールド回路３７は、サンプリングパルスＳＰ
が与えられたタイミングで、図１４に示すように、差動
増幅回路３５から入力された交流電圧ＶB をサンプリン
グしてホールドし、検出トルクに応じた電圧信号ＶS を
得る。
ンプリングパルス発生回路３３へ入力されており、発振
電圧ＶA に同期して図１３に示すようにサンプリングパ
ルスＳＰを発生しており、このサンプリングパルスＳＰ
がサンプルホールド回路３７へ与えられる。これにより
サンプルホールド回路３７は、サンプリングパルスＳＰ
が与えられたタイミングで、図１４に示すように、差動
増幅回路３５から入力された交流電圧ＶB をサンプリン
グしてホールドし、検出トルクに応じた電圧信号ＶS を
得る。
【００１１】サンプルホールドされた電圧信号ＶS は、
電圧・電流変換回路３９へ入力されて電流信号に変換さ
れると共に、所定のオフセット値が与えられて、主回路
用のトルク検出信号ＴS として出力される。このトルク
検出信号ＴS に基づいて操舵力を補助するモータ（図示
せず）を駆動することにより、操舵力を適正に補助する
ことができる。
電圧・電流変換回路３９へ入力されて電流信号に変換さ
れると共に、所定のオフセット値が与えられて、主回路
用のトルク検出信号ＴS として出力される。このトルク
検出信号ＴS に基づいて操舵力を補助するモータ（図示
せず）を駆動することにより、操舵力を適正に補助する
ことができる。
【００１２】一方、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コ
イルＬ2 との接続部の電圧及び補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′との接続部の電圧が、差動増幅回
路３６へ入力されて差動増幅され、主回路用のトルク検
出信号ＴS を得たと同様の動作により、電圧・電流変換
回路４０から主回路用のトルク検出信号ＴS と同様に変
化する補助回路用のトルク検出信号ＴS ′を出力する。
これにより、主回路用のトルク検出信号が消滅した場合
は、補助回路用のトルク検出信号によりフェイルセーフ
動作に移行できる。
イルＬ2 との接続部の電圧及び補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′との接続部の電圧が、差動増幅回
路３６へ入力されて差動増幅され、主回路用のトルク検
出信号ＴS を得たと同様の動作により、電圧・電流変換
回路４０から主回路用のトルク検出信号ＴS と同様に変
化する補助回路用のトルク検出信号ＴS ′を出力する。
これにより、主回路用のトルク検出信号が消滅した場合
は、補助回路用のトルク検出信号によりフェイルセーフ
動作に移行できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述のトルク検出装置
では、図１４に示すように、サンプリングパルスのデュ
ーティー比は、大きく採ると電圧信号ＶS が小さくなる
ので、小さく採らざるを得ないが、サンプリングパルス
のデューティー比が小さい場合、サンプリングパルス発
生回路を構成する半導体素子の温度ドリフト等によるサ
ンプリングパルス幅（デューティー比）の変動により、
電圧信号ＶS にバラツキが生じる他、応答性及び耐ノイ
ズ性に問題があった。
では、図１４に示すように、サンプリングパルスのデュ
ーティー比は、大きく採ると電圧信号ＶS が小さくなる
ので、小さく採らざるを得ないが、サンプリングパルス
のデューティー比が小さい場合、サンプリングパルス発
生回路を構成する半導体素子の温度ドリフト等によるサ
ンプリングパルス幅（デューティー比）の変動により、
電圧信号ＶS にバラツキが生じる他、応答性及び耐ノイ
ズ性に問題があった。
【００１４】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、第１発明では、操舵力により作用する
トルクに応じた磁気結合状態を得て、その磁気結合に応
じて誘起された交流電圧を、サンプリングパルスに同期
するスイッチング動作により検波するスイッチング回路
と、スイッチング回路の入力端子に直列接続された抵抗
と、サンプリングパルスの後縁部のスイッチング回路の
出力を保持するサンプルホールド回路とを設けることに
より、低コストで検出能力が高く、応答性及び耐ノイズ
性に優れたトルク検出装置を提供することを目的とす
る。
れたものであり、第１発明では、操舵力により作用する
トルクに応じた磁気結合状態を得て、その磁気結合に応
じて誘起された交流電圧を、サンプリングパルスに同期
するスイッチング動作により検波するスイッチング回路
と、スイッチング回路の入力端子に直列接続された抵抗
と、サンプリングパルスの後縁部のスイッチング回路の
出力を保持するサンプルホールド回路とを設けることに
より、低コストで検出能力が高く、応答性及び耐ノイズ
性に優れたトルク検出装置を提供することを目的とす
る。
【００１５】第２発明では、サンプリングパルスに同期
してスイッチング動作を行うスイッチング回路と、スイ
ッチング回路の入力端子に直列接続され、スイッチング
回路のオン抵抗より大である抵抗とを備えるスイッチン
グ回路を設けることにより、低コストで安定性に優れた
トルク検出装置を提供することを目的とする。第３発明
では、スイッチング回路の出力端子及び接地端子間に接
続されたコンデンサと、コンデンサに並列接続されたプ
ルダウン抵抗とを備えるサンプルホールド回路を設ける
ことにより、低コストで検出能力が高く、安全性、応答
性及び耐ノイズ性に優れたトルク検出装置を提供するこ
とを目的とする。
してスイッチング動作を行うスイッチング回路と、スイ
ッチング回路の入力端子に直列接続され、スイッチング
回路のオン抵抗より大である抵抗とを備えるスイッチン
グ回路を設けることにより、低コストで安定性に優れた
トルク検出装置を提供することを目的とする。第３発明
では、スイッチング回路の出力端子及び接地端子間に接
続されたコンデンサと、コンデンサに並列接続されたプ
ルダウン抵抗とを備えるサンプルホールド回路を設ける
ことにより、低コストで検出能力が高く、安全性、応答
性及び耐ノイズ性に優れたトルク検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】第１発明に係るトルク検
出装置は、操舵力により作用するトルクに応じた磁気結
合状態を得て、その磁気結合に応じて誘起する交流電圧
により前記トルクを検出するトルク検出装置において、
前記交流電圧を誘起させる為の電圧を発振する発振回路
と、該発振回路の電圧に同期するサンプリングパルスを
出力するサンプリングパルス発生回路と、前記交流電圧
及び前記サンプリングパルスが与えられ、前記サンプリ
ングパルスに同期するスイッチング動作により前記交流
電圧を検波するスイッチング回路と、該スイッチング回
路の入力端子に直列接続された抵抗と、前記サンプリン
グパルスの後縁部の前記スイッチング回路の出力を保持
するサンプルホールド回路とを備えて、該サンプルホー
ルド回路が保持する電圧に基づいて、前記トルクを検出
する構成としてあることを特徴とする。
出装置は、操舵力により作用するトルクに応じた磁気結
合状態を得て、その磁気結合に応じて誘起する交流電圧
により前記トルクを検出するトルク検出装置において、
前記交流電圧を誘起させる為の電圧を発振する発振回路
と、該発振回路の電圧に同期するサンプリングパルスを
出力するサンプリングパルス発生回路と、前記交流電圧
及び前記サンプリングパルスが与えられ、前記サンプリ
ングパルスに同期するスイッチング動作により前記交流
電圧を検波するスイッチング回路と、該スイッチング回
路の入力端子に直列接続された抵抗と、前記サンプリン
グパルスの後縁部の前記スイッチング回路の出力を保持
するサンプルホールド回路とを備えて、該サンプルホー
ルド回路が保持する電圧に基づいて、前記トルクを検出
する構成としてあることを特徴とする。
【００１７】
【００１８】第２発明に係るトルク検出装置は、前記抵
抗は、前記スイッチング回路のオン抵抗より大であるこ
とを特徴とする。
抗は、前記スイッチング回路のオン抵抗より大であるこ
とを特徴とする。
【００１９】第３発明に係るトルク検出装置は、前記サ
ンプルホールド回路は、前記スイッチング回路の出力端
子及び接地端子間に接続されたコンデンサと、該コンデ
ンサに並列接続されたプルダウン抵抗とを備えることを
特徴とする。
ンプルホールド回路は、前記スイッチング回路の出力端
子及び接地端子間に接続されたコンデンサと、該コンデ
ンサに並列接続されたプルダウン抵抗とを備えることを
特徴とする。
【００２０】
【作用】第１発明に係るトルク検出装置では、発振回路
が交流電圧を誘起させる為の電圧を発振し、サンプリン
グパルス発生回路が発振回路の電圧に同期するサンプリ
ングパルスを出力する。このサンプリングパルスに同期
して、スイッチング回路が交流電圧を検波すると共に、
サンプルホールド回路がサンプリングパルスの後縁部の
スイッチング回路の出力を保持し、サンプルホールド回
路が保持する電圧に基づいてトルクを検出する。そし
て、スイッチング回路のオン時の抵抗に起因する不安定
さを抑止する。
が交流電圧を誘起させる為の電圧を発振し、サンプリン
グパルス発生回路が発振回路の電圧に同期するサンプリ
ングパルスを出力する。このサンプリングパルスに同期
して、スイッチング回路が交流電圧を検波すると共に、
サンプルホールド回路がサンプリングパルスの後縁部の
スイッチング回路の出力を保持し、サンプルホールド回
路が保持する電圧に基づいてトルクを検出する。そし
て、スイッチング回路のオン時の抵抗に起因する不安定
さを抑止する。
【００２１】
【００２２】第２発明に係るトルク検出装置では、スイ
ッチング回路において、スイッチング回路のオン抵抗よ
り大である抵抗が、スイッチング回路のオン時の抵抗に
起因する不安定さを抑止する。
ッチング回路において、スイッチング回路のオン抵抗よ
り大である抵抗が、スイッチング回路のオン時の抵抗に
起因する不安定さを抑止する。
【００２３】第３発明に係るトルク検出装置では、サン
プルホールド回路において、スイッチング回路の出力端
子及び接地端子間に接続されたコンデンサが、サンプリ
ングパルスの後縁部のスイッチング回路の出力を保持す
ると共に、コンデンサに並列接続されたプルダウン抵抗
は、スイッチング回路の断線等の故障時に、サンプルホ
ールド回路の保持電圧を接地電位にプルダウンする。ま
た、コンデンサと抵抗とでローパスフィルタが構成さ
れ、サンプルホールド回路の保持電圧のリップルノイズ
を低減させる。
プルホールド回路において、スイッチング回路の出力端
子及び接地端子間に接続されたコンデンサが、サンプリ
ングパルスの後縁部のスイッチング回路の出力を保持す
ると共に、コンデンサに並列接続されたプルダウン抵抗
は、スイッチング回路の断線等の故障時に、サンプルホ
ールド回路の保持電圧を接地電位にプルダウンする。ま
た、コンデンサと抵抗とでローパスフィルタが構成さ
れ、サンプルホールド回路の保持電圧のリップルノイズ
を低減させる。
【００２４】
【実施例】以下に、本発明を、その実施例を示す図面を
参照しながら説明する。図１は、第１〜３発明に係るト
ルク検出装置の１実施例の要部構成を示すブロック図で
ある。このトルク検出装置では、直流電源Ｅから電源電
圧が供給されて発振動作する発振回路３０の直流電圧を
含んだ発振電圧を出力する出力端子は、電流増幅回路３
１、反転電流増幅回路３２及びサンプリングパルス発生
回路２７，２８の各入力端子と接続されている。電流増
幅回路３１の出力端子と、反転電流増幅回路３２の出力
端子との間には、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイ
ルＬ2 との直列回路が介装されている。温度補償コイル
Ｌ1 とトルク検出コイルＬ2 との直列回路には、主回路
用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との直列回路及びフェ
イルセーフ用である補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２
抵抗Ｒ2 ′との直列回路が夫々並列接続されている。温
度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
は、差動増幅回路３５の一側入力端子及び差動増幅回路
３６の一側入力端子と接続されている。
参照しながら説明する。図１は、第１〜３発明に係るト
ルク検出装置の１実施例の要部構成を示すブロック図で
ある。このトルク検出装置では、直流電源Ｅから電源電
圧が供給されて発振動作する発振回路３０の直流電圧を
含んだ発振電圧を出力する出力端子は、電流増幅回路３
１、反転電流増幅回路３２及びサンプリングパルス発生
回路２７，２８の各入力端子と接続されている。電流増
幅回路３１の出力端子と、反転電流増幅回路３２の出力
端子との間には、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイ
ルＬ2 との直列回路が介装されている。温度補償コイル
Ｌ1 とトルク検出コイルＬ2 との直列回路には、主回路
用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との直列回路及びフェ
イルセーフ用である補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２
抵抗Ｒ2 ′との直列回路が夫々並列接続されている。温
度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
は、差動増幅回路３５の一側入力端子及び差動増幅回路
３６の一側入力端子と接続されている。
【００２５】主回路用の第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 と
の接続部は、差動増幅回路３５の他側入力端子と接続さ
れている。補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２抵抗
Ｒ2 ′との接続部は、差動増幅回路３６の他側入力端子
と接続されている。差動増幅回路３５の出力端子は同期
検波回路２２の入力端子と、差動増幅回路３６の出力端
子は同期検波回路２５の入力端子と接続されている。サ
ンプリングパルス発生回路２７のパルス出力端子は同期
検波回路２２のサンプリングパルス入力端子と、サンプ
リングパルス発生回路２８のパルス出力端子は同期検波
回路２５のサンプリングパルス入力端子と接続されてい
る。
の接続部は、差動増幅回路３５の他側入力端子と接続さ
れている。補助回路用の第１抵抗Ｒ1 ′と第２抵抗
Ｒ2 ′との接続部は、差動増幅回路３６の他側入力端子
と接続されている。差動増幅回路３５の出力端子は同期
検波回路２２の入力端子と、差動増幅回路３６の出力端
子は同期検波回路２５の入力端子と接続されている。サ
ンプリングパルス発生回路２７のパルス出力端子は同期
検波回路２２のサンプリングパルス入力端子と、サンプ
リングパルス発生回路２８のパルス出力端子は同期検波
回路２５のサンプリングパルス入力端子と接続されてい
る。
【００２６】同期検波回路２２の出力端子はサンプルホ
ールド回路２３の入力端子と、同期検波回路２５の出力
端子はサンプルホールド回路２６の入力端子と接続され
ている。サンプルホールド回路２３の出力端子は電圧・
電流変換回路３９の入力端子と、サンプルホールド回路
２６の出力端子は電圧・電流変換回路４０の入力端子と
接続されている。電圧・電流変換回路３９から主回路用
のトルク検出信号ＴSが出力され、電圧・電流変換回路
４０から補助回路用のトルク検出信号ＴS ′が出力され
ている。
ールド回路２３の入力端子と、同期検波回路２５の出力
端子はサンプルホールド回路２６の入力端子と接続され
ている。サンプルホールド回路２３の出力端子は電圧・
電流変換回路３９の入力端子と、サンプルホールド回路
２６の出力端子は電圧・電流変換回路４０の入力端子と
接続されている。電圧・電流変換回路３９から主回路用
のトルク検出信号ＴSが出力され、電圧・電流変換回路
４０から補助回路用のトルク検出信号ＴS ′が出力され
ている。
【００２７】図２は、同期検波回路２２（２５）及びサ
ンプルホールド回路２３（２６）の構成例を示すブロッ
ク図である。同期検波回路２２は、サンプリングパルス
が与えられサンプリングパルスに同期してスイッチング
動作を行うスイッチング回路２４と、スイッチング回路
２４の入力端子に直列接続され、スイッチング回路２４
のオン抵抗より大である抵抗Ｒ3 とで構成されている。
サンプルホールド回路２３は、スイッチング回路２４の
出力端子及び電圧・電流変換回路３９間に接続された抵
抗Ｒ4 と、抵抗Ｒ4 と電圧・電流変換回路３９との接続
点及び接地端子間に接続されたコンデンサＣと、コンデ
ンサＣに並列接続されたプルダウン抵抗Ｒ5 とで構成さ
れている。コンデンサＣとプルダウン抵抗Ｒ5 の接続点
は、電源Ｅを介して接地されている。尚、抵抗Ｒ4 は無
くてもよい。
ンプルホールド回路２３（２６）の構成例を示すブロッ
ク図である。同期検波回路２２は、サンプリングパルス
が与えられサンプリングパルスに同期してスイッチング
動作を行うスイッチング回路２４と、スイッチング回路
２４の入力端子に直列接続され、スイッチング回路２４
のオン抵抗より大である抵抗Ｒ3 とで構成されている。
サンプルホールド回路２３は、スイッチング回路２４の
出力端子及び電圧・電流変換回路３９間に接続された抵
抗Ｒ4 と、抵抗Ｒ4 と電圧・電流変換回路３９との接続
点及び接地端子間に接続されたコンデンサＣと、コンデ
ンサＣに並列接続されたプルダウン抵抗Ｒ5 とで構成さ
れている。コンデンサＣとプルダウン抵抗Ｒ5 の接続点
は、電源Ｅを介して接地されている。尚、抵抗Ｒ4 は無
くてもよい。
【００２８】以下に、このような構成のトルク検出装置
の動作を、図３〜図１１に示す各部の電圧波形図を参照
しながら説明する。発振回路３０を発振動作させると、
発振回路３０は、図３に示すように、直流電圧ＶD によ
りバイアスされた発振電圧ＶA を出力する。そして、こ
の直流電圧ＶD を含んだ発振電圧ＶA が電流増幅回路３
１及び反転電流増幅回路３２へ入力され、電流増幅回路
３１は、図４に示すように、発振回路３０の出力電圧と
同位相の交流電圧ＶB 及び正の直流電圧ＶD を出力す
る。
の動作を、図３〜図１１に示す各部の電圧波形図を参照
しながら説明する。発振回路３０を発振動作させると、
発振回路３０は、図３に示すように、直流電圧ＶD によ
りバイアスされた発振電圧ＶA を出力する。そして、こ
の直流電圧ＶD を含んだ発振電圧ＶA が電流増幅回路３
１及び反転電流増幅回路３２へ入力され、電流増幅回路
３１は、図４に示すように、発振回路３０の出力電圧と
同位相の交流電圧ＶB 及び正の直流電圧ＶD を出力す
る。
【００２９】一方、反転電流増幅回路３２は、図５に示
すように、発振回路３０の発振電圧の位相を１８０°ず
らせた交流電圧ＶC 及び正の直流電圧ＶD を出力する。
これにより温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2
との直列回路の両端には交流電圧ＶB とＶC との差電
圧、つまり発振電圧ＶA の２倍の高い電圧が与えられ
る。
すように、発振回路３０の発振電圧の位相を１８０°ず
らせた交流電圧ＶC 及び正の直流電圧ＶD を出力する。
これにより温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2
との直列回路の両端には交流電圧ＶB とＶC との差電
圧、つまり発振電圧ＶA の２倍の高い電圧が与えられ
る。
【００３０】また、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コ
イルＬ2 との直列回路の両端には同電位の直流電圧ＶD
が与えられている為、温度補償コイルＬ1 及びトルク検
出コイルＬ2 には、直流電流は流れない。そして、温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部の交
流電圧は、図６に示すように、トルク検出コイルＬ2の
インピーダンスが温度補償コイルＬ1 のインピーダンス
より大きい場合は、発振電圧ＶA と同位相の交流電圧Ｖ
B の変化をし、反対に小さい場合は発振電圧Ｖ A と逆位
相の交流電圧ＶC の変化をする。
イルＬ2 との直列回路の両端には同電位の直流電圧ＶD
が与えられている為、温度補償コイルＬ1 及びトルク検
出コイルＬ2 には、直流電流は流れない。そして、温度
補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部の交
流電圧は、図６に示すように、トルク検出コイルＬ2の
インピーダンスが温度補償コイルＬ1 のインピーダンス
より大きい場合は、発振電圧ＶA と同位相の交流電圧Ｖ
B の変化をし、反対に小さい場合は発振電圧Ｖ A と逆位
相の交流電圧ＶC の変化をする。
【００３１】また、第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接
続部の直流電圧は、両抵抗Ｒ1 とＲ 2 とが等しい場合
は、図７に示すように、直流電圧ＶD となる。そして、
温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
の電圧及び第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接続部の電
圧が、差動増幅回路３５へ入力されて差動増幅され、そ
の出力電圧は、図８に示すように、変化して同期検波回
路２２へ入力される。ここで、発振回路３０の発振電圧
ＶA がサンプリングパルス発生回路２７へ入力されてお
り、発振電圧ＶA （の交流部分）の正電圧に同期して、
図９に示すように、サンプリングパルスＳＰａを発生し
ており、このサンプリングパルスＳＰａが同期検波回路
２２へ与えられる。
続部の直流電圧は、両抵抗Ｒ1 とＲ 2 とが等しい場合
は、図７に示すように、直流電圧ＶD となる。そして、
温度補償コイルＬ1 とトルク検出コイルＬ2 との接続部
の電圧及び第１抵抗Ｒ1 と第２抵抗Ｒ2 との接続部の電
圧が、差動増幅回路３５へ入力されて差動増幅され、そ
の出力電圧は、図８に示すように、変化して同期検波回
路２２へ入力される。ここで、発振回路３０の発振電圧
ＶA がサンプリングパルス発生回路２７へ入力されてお
り、発振電圧ＶA （の交流部分）の正電圧に同期して、
図９に示すように、サンプリングパルスＳＰａを発生し
ており、このサンプリングパルスＳＰａが同期検波回路
２２へ与えられる。
【００３２】同期検波回路２２は、サンプリングパルス
ＳＰａがＨレベルにあるときに、差動増幅回路３５の出
力電圧ＶB （の交流部分）の正の期間（出力電圧ＶC の
ときは負の期間）の電圧を片検波し、その検波電圧は図
１０に示す脈流波形になる。この脈流波形の検波電圧
は、同期検波回路２２のサンプリングパルスＳＰａがＨ
レベルでないときは、サンプルホールド回路２３のコン
デンサＣの充放電により、サンプリングパルスＳＰａの
後縁部の値を保持され、図１１に示す保持電圧Ｖ SAとな
ってサンプルホールド回路２３に保持され、電圧・電流
変換回路３９へ入力される。電圧・電流変換回路３９へ
入力された電圧信号ＶS は、電流信号に変換されると共
に、所定のオフセット値が与えられて、主回路用のトル
ク検出信号ＴS として出力される。このトルク検出信号
ＴS に基づいて操舵力を補助するモータ（図示せず）を
駆動することにより、操舵力を適正に補助することがで
きる。
ＳＰａがＨレベルにあるときに、差動増幅回路３５の出
力電圧ＶB （の交流部分）の正の期間（出力電圧ＶC の
ときは負の期間）の電圧を片検波し、その検波電圧は図
１０に示す脈流波形になる。この脈流波形の検波電圧
は、同期検波回路２２のサンプリングパルスＳＰａがＨ
レベルでないときは、サンプルホールド回路２３のコン
デンサＣの充放電により、サンプリングパルスＳＰａの
後縁部の値を保持され、図１１に示す保持電圧Ｖ SAとな
ってサンプルホールド回路２３に保持され、電圧・電流
変換回路３９へ入力される。電圧・電流変換回路３９へ
入力された電圧信号ＶS は、電流信号に変換されると共
に、所定のオフセット値が与えられて、主回路用のトル
ク検出信号ＴS として出力される。このトルク検出信号
ＴS に基づいて操舵力を補助するモータ（図示せず）を
駆動することにより、操舵力を適正に補助することがで
きる。
【００３３】一方、温度補償コイルＬ1 とトルク検出コ
イルＬ2 との接続部の電圧及び補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′との接続部の電圧が、差動増幅回
路３６へ入力されて差動増幅され、主回路用のトルク検
出信号ＴS を得たと同様の動作により、電圧・電流変換
回路４０から、主回路用のトルク検出信号ＴS と同様に
変化する補助回路用のトルク検出信号ＴS ′を出力す
る。これにより、主回路用のトルク検出信号が消滅した
場合は、補助回路用のトルク検出信号によりフェイルセ
ーフ動作に移行できる。
イルＬ2 との接続部の電圧及び補助回路用の第１抵抗Ｒ
1 ′と第２抵抗Ｒ2 ′との接続部の電圧が、差動増幅回
路３６へ入力されて差動増幅され、主回路用のトルク検
出信号ＴS を得たと同様の動作により、電圧・電流変換
回路４０から、主回路用のトルク検出信号ＴS と同様に
変化する補助回路用のトルク検出信号ＴS ′を出力す
る。これにより、主回路用のトルク検出信号が消滅した
場合は、補助回路用のトルク検出信号によりフェイルセ
ーフ動作に移行できる。
【００３４】このようなトルク検出装置では、サンプル
ホールド回路２３がサンプリングパルスＳＰａの後縁部
の同期検波回路２２の出力電圧を保持することにより、
片検波で両検波と同様の検波能力を得ることができる。
また、サンプルホールド回路２３は、コンデンサＣと抵
抗Ｒ4 ，Ｒ5 とでローパスフィルタが構成されているの
で、保持電圧ＶSAのリップルノイズを低減させることが
できる。また、スイッチング回路２４の断線等の故障の
場合、プルダウン抵抗Ｒ5 （図２）により、電圧・電流
変換回路３９へ入力される電圧ＶS は、直流電圧ＶD に
プルダウンされる。その為、コントロール部 (図示せ
ず) へ与えられる検出トルク信号ＴS が、トルクゼロの
値となり、検出トルクにより制御されるのを禁止する。
ホールド回路２３がサンプリングパルスＳＰａの後縁部
の同期検波回路２２の出力電圧を保持することにより、
片検波で両検波と同様の検波能力を得ることができる。
また、サンプルホールド回路２３は、コンデンサＣと抵
抗Ｒ4 ，Ｒ5 とでローパスフィルタが構成されているの
で、保持電圧ＶSAのリップルノイズを低減させることが
できる。また、スイッチング回路２４の断線等の故障の
場合、プルダウン抵抗Ｒ5 （図２）により、電圧・電流
変換回路３９へ入力される電圧ＶS は、直流電圧ＶD に
プルダウンされる。その為、コントロール部 (図示せ
ず) へ与えられる検出トルク信号ＴS が、トルクゼロの
値となり、検出トルクにより制御されるのを禁止する。
【００３５】
【発明の効果】第１発明に係るトルク検出装置によれ
ば、サンプリングパルスに同期して、スイッチング回路
が交流電圧を検波すると共に、サンプルホールド回路が
サンプリングパルスの後縁部のスイッチング回路の出力
を保持するので、低コストで検出能力が高く、応答性及
び耐ノイズ性に優れたトルク検出装置を実現することが
できる。そして、スイッチング回路のオン時の抵抗に起
因する不安定さを抑止するので、低コストで安定性及び
応答性に優れたトルク検出装置を実現することができ
る。
ば、サンプリングパルスに同期して、スイッチング回路
が交流電圧を検波すると共に、サンプルホールド回路が
サンプリングパルスの後縁部のスイッチング回路の出力
を保持するので、低コストで検出能力が高く、応答性及
び耐ノイズ性に優れたトルク検出装置を実現することが
できる。そして、スイッチング回路のオン時の抵抗に起
因する不安定さを抑止するので、低コストで安定性及び
応答性に優れたトルク検出装置を実現することができ
る。
【００３６】
【００３７】第２発明に係るトルク検出装置によれば、
スイッチング回路において、抵抗が、スイッチング回路
のオン時の抵抗に起因する不安定さを抑止するので、低
コストで安定性に優れたトルク検出装置を実現すること
ができる。
スイッチング回路において、抵抗が、スイッチング回路
のオン時の抵抗に起因する不安定さを抑止するので、低
コストで安定性に優れたトルク検出装置を実現すること
ができる。
【００３８】第３発明に係るトルク検出装置によれば、
コンデンサと抵抗とでローパスフィルタが構成され、サ
ンプルホールド回路の保持電圧のリップルノイズを低減
させると共に、スイッチング回路の断線等の故障時に、
プルダウン抵抗がサンプルホールド回路の保持電圧を接
地電位にプルダウンするので、低コストで検出能力が高
く、安全性、応答性及び耐ノイズ性に優れたトルク検出
装置を実現することができる。
コンデンサと抵抗とでローパスフィルタが構成され、サ
ンプルホールド回路の保持電圧のリップルノイズを低減
させると共に、スイッチング回路の断線等の故障時に、
プルダウン抵抗がサンプルホールド回路の保持電圧を接
地電位にプルダウンするので、低コストで検出能力が高
く、安全性、応答性及び耐ノイズ性に優れたトルク検出
装置を実現することができる。
【図１】第１〜３発明に係るトルク検出装置の１実施例
の要部構成を示すブロック図である。
の要部構成を示すブロック図である。
【図２】同期検波回路及びサンプルホールド回路の構成
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図３】発振回路の発振電圧波形を示す波形図である。
【図４】電流増幅回路の出力電圧波形を示す波形図であ
る。
る。
【図５】反転電流増幅回路の出力電圧波形を示す波形図
である。
である。
【図６】温度補償コイルとトルク検出コイルとの接続部
の交流電圧の波形を示す波形図である。
の交流電圧の波形を示す波形図である。
【図７】第１抵抗と第２抵抗との接続部の直流電圧の波
形を示す波形図である。
形を示す波形図である。
【図８】差動増幅回路の出力電圧波形を示す波形図であ
る。
る。
【図９】サンプリングパルスを示す波形図である。
【図１０】同期検波回路の検波電圧の波形を示す波形図
である。
である。
【図１１】サンプルホールド回路の保持電圧の波形を示
す波形図である。
す波形図である。
【図１２】従来のトルク検出装置の１例の要部構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１３】従来のトルク検出装置のサンプリングパルス
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図１４】従来のトルク検出装置におけるサンプルホー
ルド回路の保持電圧の波形を示す波形図である。
ルド回路の保持電圧の波形を示す波形図である。
２２，２５ 同期検波回路 ２３，２６ サンプルホールド回路 ２４ スイッチング回路 ２７，２８ サンプリングパルス発生回路 ３０ 発振回路 ３２ 反転電流増幅回路 ３５，３６ 差動増幅回路 ３９，４０ 電圧・電流変換回路 Ｃ コンデンサ Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 抵抗 Ｒ5 プルダウン抵抗 ＶA 発振電圧 ＶB ，ＶC 交流電圧 ＶD 直流電圧 ＶS 保持電圧 ＳＰａ サンプリングパルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 3/10
Claims (3)
- 【請求項１】 操舵力により作用するトルクに応じた磁
気結合状態を得て、その磁気結合に応じて誘起する交流
電圧により前記トルクを検出するトルク検出装置におい
て、 前記交流電圧を誘起させる為の電圧を発振する発振回路
と、該発振回路の電圧に同期するサンプリングパルスを
出力するサンプリングパルス発生回路と、前記交流電圧
及び前記サンプリングパルスが与えられ、前記サンプリ
ングパルスに同期するスイッチング動作により前記交流
電圧を検波するスイッチング回路と、該スイッチング回
路の入力端子に直列接続された抵抗と、前記サンプリン
グパルスの後縁部の前記スイッチング回路の出力を保持
するサンプルホールド回路とを備えて、該サンプルホー
ルド回路が保持する電圧に基づいて、前記トルクを検出
する構成としてあることを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項２】 前記抵抗は、前記スイッチング回路のオ
ン抵抗より大であることを特徴とする請求項１記載のト
ルク検出装置。 - 【請求項３】 前記サンプルホールド回路は、前記スイ
ッチング回路の出力端子及び接地端子間に接続されたコ
ンデンサと、該コンデンサに並列接続されたプルダウン
抵抗とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の
トルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20576594A JP3316567B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20576594A JP3316567B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868703A JPH0868703A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3316567B2 true JP3316567B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=16512305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20576594A Expired - Fee Related JP3316567B2 (ja) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316567B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100779487B1 (ko) * | 2003-07-16 | 2007-11-26 | 주식회사 만도 | 토크 검출 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3584624B2 (ja) * | 1996-07-22 | 2004-11-04 | 日本精工株式会社 | トルクセンサ |
| KR100572397B1 (ko) | 2004-11-16 | 2006-04-18 | 현대모비스 주식회사 | 차량의 조향장치용 토크센서의 고장진단 시스템 및 그의방법 |
| KR100622003B1 (ko) | 2004-11-16 | 2006-09-19 | 현대모비스 주식회사 | 차량의 조향장치용 토크센서 |
| KR100597121B1 (ko) | 2004-12-10 | 2006-07-05 | 현대모비스 주식회사 | 차량의 조향장치용 토크센서 |
| KR100597120B1 (ko) | 2004-12-10 | 2006-07-05 | 현대모비스 주식회사 | 차량의 조향장치용 토크센서 |
| KR100761193B1 (ko) * | 2005-07-08 | 2007-09-21 | 현대모비스 주식회사 | 차량의 조향장치용 토크 센서 |
-
1994
- 1994-08-30 JP JP20576594A patent/JP3316567B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100779487B1 (ko) * | 2003-07-16 | 2007-11-26 | 주식회사 만도 | 토크 검출 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0868703A (ja) | 1996-03-12 |
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