JP3989101B2

JP3989101B2 - 変位センサ

Info

Publication number: JP3989101B2
Application number: JP28016298A
Authority: JP
Inventors: 良信向; 栄樹野呂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: JP2000111307A

Description

【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変位を検出する変位センサに係り、特にセンサの中点を補正する変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の変位センサは、特開平７−３３２９１０号公報に開示されているように、対象物の変位を電気的に検出するため、中立位置から両方向に変位する非磁性体のコア、コアの変位方向に沿って配置され、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つの検出コイル、検出コイルと直列に抵抗が接続されたＲＬ積分回路、この積分回路を並列接続したブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路（積分回路）の入力端子にパルス電源を印加するとともに、２つの出力端子（抵抗端）から過渡応答電圧を出力させ、過渡応答電圧の偏差電圧から変位に対応した電気信号で検出している。
【０００３】
特開平７−３３２９１０号公報に開示された変位センサは、コアの変位に対応してインダクタンスが差動で変化し、過渡応答電圧の偏差電圧は大きくなるため、対象物の変位を高感度で検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の変位センサは、ＲＬの積分回路を並列接続したブリッジ回路で構成するため、コアに変位のない中点の偏差電圧は、ブリッジ回路を構成する検出コイルの内部抵抗および検出コイルに直列接続された抵抗の温度変化や経時変化により変化する。
【０００５】
温度変化や経時変化による中点の偏差電圧の変動は、中点にある時の中点偏差電圧を検出して補正値として記憶し、対象物が変位している時の偏差電圧を補正値で補正することができる。
【０００６】
例えば、変位センサが電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサとして用いられた場合、コアに変位のない中点とは、ハンドルに操舵トルクが作用してない状態であるが、そのような状態を正確に判定することが難しい。
【０００７】
従って、ハンドルに操舵トルクが作用してない状態で行う中点偏差電圧の設定は、例えば、車両の出荷時に行うか、サービスステーション等で定期的に行わざるを得なく、設定作業が煩わしい課題がある。
【０００８】
また、中点偏差電圧の設定を車両の出荷時に行う場合には、ブリッジ回路の検出コイルの内部抵抗および検出コイルに直列接続された抵抗の経時変化により中点偏差電圧が変動して操舵フィーリングが低下する虞がある。
【０００９】
さらに、サービスステーション等で定期的に中点偏差電圧の設定を行っても、例えば車両が走行中に気温の変化が大きくブリッジ回路の検出コイルの内部抵抗および抵抗値の変化により中点偏差電圧が変動して操舵フィーリングが低下する虞がある。
【００１０】
このように、上述のような中点偏差電圧の設定方法は、ハンドルに操舵トルクが作用してない状態を正確に判定することが必須条件となる。
【００１１】
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、第１の目的はコア中立位置に合わせなくても中点偏差電圧の設定ができる変位センサを提供することにある。
【００１２】
第２の目的は中点位置の設定が難しい電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに適用できる利便性の高い変位センサを提供することにある。
【００１３】
【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変位センサは、ブリッジ回路に電圧を印加する電源を、パルス電源から直流電源に選択的に切り替える電源切替手段を設け、電源切替手段によりパルス電源から直流電源に切り替えて、ブリッジ回路を駆動した時の前記２個の抵抗器のそれぞれの両端電圧の偏差に基づいて変位検出時の偏差電圧を補正し、これによりセンサの中点補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る変位センサは、ブリッジ回路に電圧を印加する電源を、パルス電源から直流電源に選択的に切り替える電源切替手段を設け、電源切替手段によりパルス電源から直流電源に切り替えて、ブリッジ回路を駆動した時の前記２個の抵抗器のそれぞれの両端電圧の偏差に基づいて変位検出時の偏差電圧を補正し、これによりセンサの中点補正を行う手段を備えたので、中点偏差電圧を設定する場合には変位センサの駆動電源をパルス電源から直流電源に切り替えることのみでコアが中立位置になくても中点偏差電圧を検出することができ、検出した中点偏差電圧で、パルス電源駆動時の偏差電圧を補正することができる。
【００１５】
また、この発明に係る変位センサにおいて、中点補正を行う手段は、更に、直流電源の印加に伴い発生する前記２個の抵抗器のそれぞれの両端電圧の偏差である中点偏差電圧を記憶する中点偏差電圧記憶手段と、この中点偏差電圧記憶手段に記憶された中点偏差電圧でパルス電源駆動時の偏差電圧を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る変位センサでは、電源切替手段ブリッジ回路に印加するパルス電源を直流電源に切り替え、中点偏差電圧記憶手段で直流電源の印加によって発生する中点偏差電圧を記憶しておき、補正手段でパルス電源駆動時の偏差電圧を中点偏差電圧で補正するので、検出コイルの内部抵抗および検出コイルに直列接続された抵抗が温度変化や経時変化で変動しても変位を正確に検出することができる。
【００１７】
さらに、この発明に係る変位センサは、中点補正を行う手段は、更に、中点設定信号発生手段を備え、この中点設定信号発生手段からの中点設定信号に基づいて中点偏差電圧を記憶することを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る変位センサでは、中点設定信号発生手段を備え、この中点設定信号発生手段からの中点設定信号に基づいて中点偏差電圧を記憶するので、中点補正が必要とされる場合には、中点設定信号を発生することによっていつでも中立位置を補正することができる。
【００１９】
また、この発明に係る中点設定信号発生手段は、車両のイグニッション・スイッチからのオン情報に基づいて計時を開始する計時手段を備え、この計時手段から予め設定された経過時間毎に供給されるタイマ信号に基づいて中点設定信号を出力することを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る中点設定信号発生手段は、車両のイグニッション・スイッチからのオン情報に基づいて計時を開始する計時手段を備え、この計時手段から予め設定された経過時間毎に供給されるタイマ信号に基づいて中点設定信号を出力するので、イグニッション・スイッチがオンされた直後、および、例えば１時間毎に中立位置を再設定することができる。
【００２１】
さらに、車両の停止を検出する停止センサを備え、この発明に係る中点設定信号発生手段は、停止センサからのセンサ信号およびタイマ信号が同時に供給された場合にのみ中点設定信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
この発明に係る中点設定信号発生手段は、車両が停止した状態で、かつタイマ信号が供給された場合にのみ中点設定信号を出力するので、中立位置の補正を常に車両が停止した状態で行うことができる。
【００２３】
また、ドライバが操作する中点設定スイッチを備え、中点設定信号発生手段は、中点設定スイッチからのキー情報に基づいて中点設定信号を出力することを特徴とする。
【００２４】
この発明に係る中点設定信号発生手段は、ドライバの意志で自由に中点偏差電圧の設定をすることができ、車両が走行中でもハンドル操作をしないような状態で中立位置の補正を行うことができる。
【００２５】
【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、本発明は変位センサの中点補正を、パルス電源から直流電源に切り替えて変位センサ駆動することにより、コアの変位状態と無関係に実行することができる構成が単純で利便性に優れたものである。
【００２６】
図１はこの発明に係る変位センサの実施の形態基本概念図である。
（ａ）図は基本構成図、（ｂ）図は（ａ）図を等価的に表わしたブリッジ回路図である。
【００２７】
図（ａ）において、変位検出部２は、中立位置から両方向に変位する非磁性体からなるコア３と、コア３の変位方向に沿って対称に配置され、コア３の変位に対応してインダクタンスが差動で変化する検出コイル２Ａおよび検出コイル２Ｂから構成し、検出コイル２Ａおよび検出コイル２Ｂの一端を接続し、検出コイル２Ａおよび検出コイル２Ｂの他端をそれぞれ抵抗Ｒ1，Ｒ2の一端に接続し、さらに２個の抵抗Ｒ1，Ｒ2の他端同士を接続して接地（ＧＮＤ）し、電気的な等価回路である（ｂ）図のブリッジ回路４を構成する。
なお、ブリッジ回路４の抵抗ｒ1、ｒ2は、それぞれ検出コイル２Ａおよび検出コイル２Ｂの内部抵抗を表わす。
【００２８】
検出コイル２Ａおよび検出コイル２Ｂの接続部と、２個の抵抗Ｒ1，Ｒ2の接続部との間にパルス電源５（波高値ＶI）を印加し、検出コイル２Ａと抵抗Ｒ1の接続部、および検出コイル２Ｂと抵抗Ｒ2の接続部をそれぞれ検出端子Ｓ１、Ｓ２として取り出す。
【００２９】
（ｂ）図の等価回路において、検出コイル２Ａ、２ＢのインダクタンスをそれぞれＬとすると、パルス電源５印加によるブリッジ回路４の検出端子Ｓ１、Ｓ２は、それぞれ接地端子（ＧＮＤ）を基準としたＲＬ積分回路を構成し、検出電圧ＶS1、ＶS2は波高値ＶIに対する過渡応答電圧となる。
なお、（ｂ）図のインダクタンスＬ1，Ｌ2は、（ａ）図でコア３がＸ２方向へ変位した場合のインダクタンスＬの変化を表わす。
また、検出端子Ｓ１、Ｓ２の偏差電圧ＶDは検出電圧ＶS1とＶS2の偏差（ＶD=ＶS1−ＶS2）となる。
【００３０】
図２は図１に示す変位センサの過渡応答電圧（ＶS1、ＶS2）および偏差電圧（ＶD）の波形図である。
（ａ）図に過渡応答電圧（ＶS1、ＶS2）を示し、（ｂ）図に偏差電圧（ＶD）を示す。
なお、過渡応答電圧（ＶS1、ＶS2）および偏差電圧（ＶD）は、パルス電源５の立下り波形でブリッジ回路４を駆動した場合を示し、立下り波形の期間（Ｔ１）はブリッジ回路４を構成する２つの積分回路の時定数より充分短く設定する。
【００３１】
対象物が変位し、図１に示す変位検出部２のコア３が中立位置から検出コイル２Ｂ側にＸ２だけ変位し、変位Ｘ２に伴って、例えば検出コイル２ＢのインダクタンスＬ（中立位置のインダクタンス）が減少してＬ２となり、検出コイル２ＡのインダクタンスＬが増加してＬ１となると、インダンタンスＬ１＞Ｌ２の関係から、ブリッジ回路４の端子Ｓ１の過渡応答電圧ＶS1の時定数｛Ｌ１／（Ｒ1＋ｒ1）｝が過渡応答電圧ＶS2の時定数｛Ｌ２／（Ｒ2＋ｒ2）｝より大きくなり、（ａ）図に示す過渡応答電圧ＶS1のパルス電源に対する立下りは、過渡応答電圧ＶS2に対して遅くなる。
【００３２】
従って、コア３がＸ２側に変位した場合、検出端子Ｓ１、Ｓ２両端の偏差電圧ＶD（＝ＶS1−ＶS2）は、プラス（＋）の極性で検出される。
【００３３】
また、（ａ）図において、時間ｔ＝０の過渡応答電圧ＶS1，ＶS2であるＶI1，ＶI2は、検出コイル２Ａおよび検出コイル２Ｂの内部抵抗ｒ1，ｒ2の影響によるパルス電源５の波高値ＶIの低下（直流レベル）であり、数１で表わされる。
【００３４】
【数１】
ＶI1＝Ｒ1＊ＶI／（Ｒ1＋ｒ1）、ＶI2＝Ｒ2＊ＶI／（Ｒ2＋ｒ2）
【００３５】
パルス電源５の立上り時間（ｔ＝Ｔ1）のエッジで過渡応答電圧ＶS1，ＶS2の偏差電圧ＶDを検出すると、偏差電圧ＶD（＝ＶDO＝ＶS1−ＶS2）には、直流レベルＶI1，ＶI2の偏差ΔＶI（＝ＶI1−ＶI2）が含まれ、（ｂ）図に示す対象物の変位による過渡応答電圧の偏差である真の偏差電圧ＶDTが検出できない。
【００３６】
真の偏差電圧ＶDTの検出は、直流レベルＶI1，ＶI2の偏差ΔＶI（＝ＶI1−ＶI2）のみを検出し、（ａ）図に示す偏差電圧ＶDOからこの偏差ΔＶIを減算補正することで実現することができる。
【００３７】
なお、直流レベルＶI1，ＶI2は、数１で表わされるように、抵抗Ｒ1，Ｒ2、内部抵抗ｒ1，ｒ2により決定され、検出コイル２Ａ，２ＢのインダクタンスＬ1，Ｌ2の変化には無関係であるから、コアが中立位置になく変位していてもパルス電源５に変えて直流電位ＶI（パルス電源５の波高値ＶIと等しい）の電源をブリッジ回路４に印加して検出端子Ｓ１、Ｓ２両端の偏差電圧ＶD（＝ΔＶI＝ＶI1−ＶI2）を検出することで、変位センサ１の中立位置の補正を実現することができる。
【００３８】
図３はこの発明に係る変位センサの実施の形態要部ブロック構成図である。
図３において、変位センサ１は、ブリッジ回路４、パルス電源５、直流電源６、変位変換手段７を備える。
【００３９】
ブリッジ回路４およびパルス電源５は、図１に示したものと同一なので説明を省略する。
直流電源６は、パルス電源５の波高値ＶIと同じ値の直流電圧値ＶIに設定する。
【００４０】
変位変換手段７は、マイクロプロセッサを基本に各種演算手段、切替手段、処理手段、メモリ等で構成し、偏差演算手段８、偏差電圧記憶手段９、変換手段１０、中点補正手段を備える。
また、中点補正手段は、中点設定信号発生手段１１、切替手段１２，１３、中点偏差電圧記憶手段１４を備える。
【００４１】
偏差演算手段８は、減算機能を有し、パルス電源５が印加された場合にブリッジ回路４から供給される検出電圧ＶS1と検出電圧ＶS2の偏差ＶDO（＝ＶS1−ＶS2）を演算し、偏差電圧ＶDOを切替手段１３に供給する。
なお、偏差ＶDOの演算は、図２の（ａ）図に示す時間Ｔ１で行うか、時間０から時間Ｔ１までの間で偏差ＶDOが最大となる時点で行う。
【００４２】
また、偏差演算手段８は、直流電源６が印加された場合にブリッジ回路４から供給される直流の検出電圧ＶI1と検出電圧ＶI2の偏差ΔＶI（＝ＶI1−ＶI2）を演算し、中点偏差電圧ΔＶIとして切替手段１３に供給する。
なお、中点偏差電圧ΔＶIの演算は、直流電源６が印加されてからブリッジ回路４のＲＬ積分回路の時定数よりも充分長い時間が経過後した後の検出電圧ＶI1，ＶI2が数１を満足する時点で行う。
【００４３】
切替手段１３は、ソフト制御のスイッチ機能を有し、中点設定信号発生手段１１から供給される中点設定信号ＣS（例えば、Ｌレベル）の切替え制御により、偏差演算手段８から供給される偏差電圧ＶDOを偏差電圧記憶手段９に提供する。
【００４４】
また、切替手段１３は、中点設定信号発生手段１１から供給される中点設定信号ＣS（例えば、Ｈレベル）に基づいて偏差演算手段８から供給される中点偏差電圧ΔＶIを中点偏差電圧記憶手段１４に提供する。
【００４５】
偏差電圧記憶手段９は、ＥＥＰＲＯＭ等の書換え可能なメモリで構成し、切替手段１３から提供される偏差電圧ＶDOを記憶し、この偏差電圧ＶDOを補正手段１５に供給する。
【００４６】
中点偏差電圧記憶手段１４は、ＥＥＰＲＯＭ等の書換え可能なメモリで構成し、切替手段１３から提供される中点偏差電圧ΔＶIを記憶し、この中点偏差電圧ΔＶIを補正信号として補正手段１５に供給する。
【００４７】
なお、偏差電圧記憶手段９から偏差電圧ＶDOを出力するタイミングおよび中点偏差電圧記憶手段１４から中点偏差電圧ΔＶIを出力するタイミングは、図示しないタイミング発生手段からのタイミング信号で同時に処理する。
【００４８】
補正手段１５は、ソフト制御の減算機能を有し、偏差電圧記憶手段９から供給される偏差電圧ＶDOと、中点偏差電圧記憶手段１４から供給される中点偏差電圧ΔＶIの偏差ＶDT（＝ＶDO−ΔＶI）を演算し、偏差電圧ＶDTを変換手段１０に供給する。
【００４９】
偏差電圧ＶDOから中点偏差電圧ΔＶIを減算補正することにより、偏差電圧ＶDTは変位検出部２の中立位置を補正して対象物の変位に対応した過渡応答電圧ＶS1，ＶS2とすることができ、対象物の変位を正確に検出することができる。
【００５０】
変換手段１０は、例えばＲＯＭ等のメモリで構成し、予め図７に示す偏差電圧ＶDTに対応した対象物の変位Ｘ１またはＸ２と、対応する変位出力ＶXデータを記憶しておき、補正手段１５から偏差電圧ＶDTが供給されると、変位出力ＶXを変位センサ出力として発生する。
【００５１】
なお、図７において、変位センサ１の中立位置（変位０）に対する変位出力ＶXを２. ５Ｖと設定し、変位Ｘ２に対しては変位出力ＶXを２. ５Ｖを超え、５. ０Ｖ以下、変位Ｘ２と逆方向の変位Ｘ１に対しては変位出力ＶXを２. ５Ｖを下回り、０Ｖ以上とすることにより、対象物の変位を変位の大きさおよび変位の方向を含めて０Ｖから５. ０Ｖの範囲で検出することができる。
【００５２】
中点設定信号発生手段１１は、信号出力手段を備え、変位センサ１の中立位置の補正時には、中点設定信号ＣSを発生し、この中点設定信号ＣS（例えば、Ｈレベル）を切替手段１２および切替手段１３に供給して中立位置の補正を制御する。
【００５３】
中点設定信号ＣSの発生は、通常の変位センサでは中立位置設定用のスイッチ等を設けて行い、車両の電動パワーステアリング装置に搭載される操舵トルクセンサではイグニッション・スイッチのオン情報、車両の停止を検出する停止センサ、ドライバが操作する中点設定スイッチのキー情報によって行う。
【００５４】
このように、この発明に係る中点補正手段は、中点設定信号発生手段１１を備え、この中点設定信号発生手段１１からの中点設定信号ＣSに基づいて中点偏差電圧ΔＶIを記憶するので、中点補正が必要とされる場合には、中点設定信号ＣSを発生することによっていつでも中立位置を補正することができる。
【００５５】
図４はこの発明に係る変位センサを電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに適用した場合の中点設定信号発生手段の一実施の形態要部ブロック構成図である。
図４において、中点設定信号発生手段１６は、計時手段１７、信号出力手段１８を備える。
【００５６】
計時手段１７は、プログラム機能を備えたタイマで構成し、車両のイグニッション・スイッチ１９からのオン情報ＩGOに基づいて計時を開始し、予めプログラムした計時開始時および所定時間経過毎（例えば、１時間毎）にタイマ信号ＴI（例えば、Ｈレベル）を信号出力手段１８に供給する。
【００５７】
信号出力手段１８は、単一パルス発生機能を有し、計時手段１７から供給されるタイマ信号ＴIに基づいて一定時間Ｈレベルの中点設定信号ＣSを出力する。
なお、中点設定信号ＣSは、図１に示すブリッジ回路４のＲＬ積分回路の時定数よりも充分長い時間に設定する。
【００５８】
このように、この発明に係る中点設定信号発生手段１６は、車両のイグニッション・スイッチ１９からのオン情報ＩGOに基づいて計時を開始する計時手段１７を備え、この計時手段１７から予め設定された経過時間毎に供給されるタイマ信号ＴIに基づいて中点設定信号ＣSを出力するので、イグニッション・スイッチ１９がオンされた直後、および、例えば１時間毎に中立位置を再設定することができる。
【００５９】
図５はこの発明に係る変位センサを電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに適用した場合の中点設定信号発生手段の別実施の形態要部ブロック構成図である。
図５において、中点設定信号発生手段２１は、計時手段１７、論理積演算手段２２、信号出力手段１８を備える。
【００６０】
計時手段１７は、イグニッション・スイッチ１９からのオン情報ＩGOに基づいてＨレベルのタイマ信号ＴIを論理積演算手段２２に供給する
【００６１】
論理積演算手段２２は、論理積演算機能を有し、車両の停止を検出する、例えば車速センサ（車速Ｖ＝０の停止時）等の停止センサ２０が検出したＨレベルのセンサ信号ＳTおよび計時手段１７から供給されるタイマ信号ＴIの論理積を演算し、車両が停止した状態で、かつタイマ信号が供給された場合にのみ、Ｈレベルの論理積信号ＨOを信号出力手段１８に供給する。
【００６２】
信号出力手段１８は、論理積演算手段２２から供給されるＨレベルの論理積信号ＨOに基づいて一定時間Ｈレベルの中点設定信号ＣSを出力する。
【００６３】
このように、この発明に係る中点設定信号発生手段２１は、車両が停止した状態で、かつタイマ信号ＴIが供給された場合にのみ中点設定信号ＣSを出力するので、中立位置の補正を常に車両が停止した状態で行うことができる。
【００６４】
図６はこの発明に係る変位センサを電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに適用した場合の中点設定信号発生手段の別実施の形態要部ブロック構成図である。
図６において、中点設定信号発生手段２３は、信号出力手段１８を備え、ドライバが操作する中点設定スイッチ２５からのキー情報ＪS（例えば、Ｈレベル）に基づいて一定時間Ｈレベルの中点設定信号ＣSを出力する。
【００６５】
このように、この発明に係る中点設定信号発生手段２３は、ドライバの意志で自由に中点偏差電圧ΔＶIの設定をすることができ、車両が走行中でもハンドル操作をしないような状態で中立位置の補正を行うことができる。
【００６６】
図３に戻り、切替手段１２は電源切替手段を構成するソフト制御のスイッチ機能を有し、中点設定信号発生手段１１から供給される中点設定信号ＣSに基づいてパルス電源５または直流電源６を選択し、パルス電源５からのパルス電圧または直流電源６からの直流電圧をブリッジ回路４に供給する。
【００６７】
なお、切替手段１２は、中点設定信号ＣSが一定時間Ｈレベルの場合には、直流電源６を選択して変位センサ１の中立位置の補正を行い、中点設定信号ＣSがＬレベルの場合には、パルス電源５を選択して対象物の変位検出を行う。
【００６８】
このように、この発明に係る変位センサ１は、直流電源駆動時の中点偏差電圧ΔＶIに基づいて変位検出時の偏差電圧ＶDOを補正する中点補正手段を備えたので、中点偏差電圧ΔＶIを設定する場合には変位センサ１の駆動電源をパルス電源５から直流電源６に切り替えることのみでコアの変位状態とは無関係に中点偏差電圧ΔＶIを検出することができ、検出した中点偏差電圧ΔＶIで、パルス電源駆動時の変位センサが検出した偏差電圧ＶDOを補正することができる。
【００６９】
また、この発明に係る中点補正手段は、電源切替手段１２でブリッジ回路４に印加するパルス電源５を直流電源６に切り替え、中点偏差電圧記憶手段１４で直流電源６の印加によって発生する中点偏差電圧ΔＶIを記憶しておき、補正手段１５でパルス電源駆動時の偏差電圧ＶDOを中点偏差電圧ΔＶIで補正するので、検出コイル２Ａ，２Ｂの内部抵抗ｒ1，ｒ2および検出コイル２Ａ，２Ｂに直列接続された抵抗Ｒ1，Ｒ2が変化しても変位を正確に検出することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る変位センサは、直流電源駆動時の中点偏差電圧に基づいて変位検出時の偏差電圧を補正する中点補正手段を備え、中点偏差電圧を設定する場合には変位センサの駆動電源をパルス電源から直流電源に切り替えることのみで中点偏差電圧を検出することができ、検出した中点偏差電圧で、パルス電源駆動時の偏差電圧を補正することができるので、コアを中立位置に合わせなくても極めて容易に中点偏差電圧の設定をすることにより、ブリッジ回路の検出コイルの内部抵抗および検出コイルに直列接続された抵抗の温度変化や経時変化によって中点電位が変動しても中立位置を正確に補正をすることができる。
【００７１】
また、この発明に係る中点補正手段は、電源切替手段でブリッジ回路に印加するパルス電源を直流電源に切り替え、中点偏差電圧記憶手段で直流電源の印加によって発生する中点偏差電圧を記憶しておき、補正手段でパルス電源駆動時の偏差電圧を中点偏差電圧で補正するので、検出コイルの内部抵抗および検出コイルに直列接続された抵抗の温度変化や経時変化によって中点電位が変動しても変位を正確に検出することができる。
【００７２】
さらに、この発明に係る中点補正手段は、中点設定信号発生手段を備え、この中点設定信号発生手段からの中点設定信号に基づいて中点偏差電圧を記憶するので中点補正が必要とされる場合には、中点設定信号を発生することによっていつでも中立位置を補正することができるので、利便性の向上を図ることができる。
【００７３】
また、この発明に係る中点設定信号発生手段は、車両のイグニッション・スイッチからのオン情報に基づいて計時を開始する計時手段を備え、この計時手段から予め設定された経過時間毎に供給されるタイマ信号に基づいて中点設定信号を出力するので、電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサとして用い、イグニッション・スイッチがオンされた直後、および、例えば１時間毎に中立位置を再設定することができ、ハンドルに操舵トルクが作用していない状態を正確に判定する煩わしさを解消して操舵トルクセンサの中点を補正することができる。
【００７４】
さらに、この発明に係る中点設定信号発生手段は、車両が停止した状態で、かつタイマ信号が供給された場合にのみ中点設定信号を出力し、中立位置の補正を常に車両が停止した状態で行うことができるので、操舵フィーリングに影響を及ぼすことなく、操舵トルクセンサの中点補正を実現することができる。
【００７５】
また、この発明に係る中点設定信号発生手段は、ドライバの意志で自由に中点偏差電圧の設定をすることができ、車両が走行中でもハンドル操作をしないような状態で中立位置の補正を行うことができるので、操舵トルクセンサとしての性能向上を実現することができる。
【００７６】
よって、変位検出部の抵抗の温度変化や経時変化に伴う中点変動に対する中点補正が極めて容易に実現でき、電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサとして利便性が高い変位センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る変位センサの実施の形態基本概念図
【図２】図１に示す変位センサの過渡応答電圧（ＶS1、ＶS2）および偏差電圧（ＶD）の波形図
【図３】この発明に係る変位センサの実施の形態要部ブロック構成図
【図４】この発明に係る変位センサを電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに適用した場合の中点設定信号発生手段の一実施の形態要部ブロック構成図
【図５】この発明に係る変位センサを電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに適用した場合の中点設定信号発生手段の別実施の形態要部ブロック構成図
【図６】この発明に係る変位センサを電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに適用した場合の中点設定信号発生手段の別実施の形態要部ブロック構成図
【図７】偏差電圧ＶDTに対応した対象物の変位Ｘ１またはＸ２−変位出力ＶX特性図
【符号の説明】
１…変位センサ、２…変位検出部、２Ａ，２Ｂ…検出コイル、３…コア、４…ブリッジ回路、５…パルス電源、６…直流電源、７…変位変換手段、８…偏差演算手段、９…偏差電圧記憶手段、１０…変換手段、１１，１６，２１，２３…中点設定信号発生手段、１２，１３…切替手段、１４…中点偏差電圧記憶手段、１５…補正手段、Ｒ1，Ｒ2…抵抗、ｒ1，ｒ2…内部抵抗。

Claims

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沿って配置され、コアの変位に対応してインダクタンスが差動で変化し、内部抵抗を有する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個の抵抗器と、この２個の抵抗器と前記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電圧を印加するパルス電源と、を備え、前記ブリッジ回路の前記２個の抵抗器のそれぞれの両端の過渡応答電圧の偏差電圧に基づいて対象物の変位を検出する変位センサにおいて、
前記ブリッジ回路に電圧を印加する電源を、前記パルス電源から直流電源に選択的に切り替える電源切替手段を設け、
前記電源切替手段により前記パルス電源から前記直流電源に切り替えて、前記ブリッジ回路を駆動した時の前記２個の抵抗器のそれぞれの両端電圧の偏差に基づいて変位検出時の偏差電圧を補正し、これによりセンサの中点補正を行うことを特徴とする変位センサ。
前記中点補正を行う手段は、更に、前記直流電源の印加に伴い発生する前記２個の抵抗器のそれぞれの両端電圧の偏差である中点偏差電圧を記憶する中点偏差電圧記憶手段と、この中点偏差電圧記憶手段に記憶された中点偏差電圧で前記パルス電源駆動時の偏差電圧を補正する補正手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の変位センサ。
前記中点補正を行う手段は、中点設定信号発生手段を備え、この中点設定信号発生手段からの中点設定信号に基づいて中点偏差電圧を記憶することを特徴とする請求項１または請求項２記載の変位センサ。
前記中点設定信号発生手段は、車両のイグニッション・スイッチからのオン情報に基づいて計時を開始する計時手段を備え、この計時手段から予め設定された経過時間毎に供給されるタイマ信号に基づいて中点設定信号を出力することを特徴とする請求項３記載の変位センサ。
車両の停止を検出する停止センサを備え、前記中点設定信号発生手段は、前記停止センサからのセンサ信号およびタイマ信号が同時に供給された場合にのみ中点設定信号を出力することを特徴とする請求項４記載の変位センサ。
ドライバが操作する中点設定スイッチを備え、前記中点設定信号発生手段は、前記中点設定スイッチからのキー情報に基づいて中点設定信号を出力することを特徴とする請求項３記載の変位センサ。