JP5464561B2 - Torque detection system - Google Patents
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Description
本発明は、トルク検出システムに関する。 The present invention relates to a torque detection system.
動力が伝達される歯車の変速機構において、歯面に対して垂直に設けられたセンサにより、入力軸から出力軸までの間のトータルの軸捩れ量をセンサ位相量として検出し、検出したセンサ位相量に基づいて、入力軸と出力軸の間で伝達されるトルクを求めることが特許文献１に開示されている。
In a gear transmission mechanism to which power is transmitted, a sensor provided perpendicular to the tooth surface detects the total amount of shaft twist from the input shaft to the output shaft as a sensor phase amount, and the detected sensor
しかし、特許文献１のものは、入力軸と出力軸の間で伝達されるトルクの伝達方向を知ることはできない。
そのため、動力が伝達される歯車の変速機構が車両用の自動変速機である場合、自動変速機を介して、駆動源側から駆動輪側にトルクが入力されている場合（ドライブ時）と、駆動輪側から駆動源側にトルクが入力されている場合（エンジンブレーキ時）とを、区別することができない。
However, the thing of
Therefore, when the gear transmission mechanism to which power is transmitted is an automatic transmission for a vehicle, when torque is input from the drive source side to the drive wheel side via the automatic transmission (during driving), The case where torque is input from the drive wheel side to the drive source side (during engine braking) cannot be distinguished.
そこで、自動変速機を介して駆動源と駆動輪との間で伝達されるトルクの伝達方向を検出できるようにすることが求められている。 Therefore, it is required to be able to detect the transmission direction of torque transmitted between the drive source and the drive wheels via the automatic transmission.
本発明は、入力側と出力側のヘリカルギアの間で伝達されるトルクを検出するトルク検出システムにおいて、少なくとも出力側のヘリカルギアの歯部側面に配置され同ギアの回転を検出するセンサと、同センサの出力信号に基づいて、前記出力側のヘリカルギアへ伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、を備え、前記トルク検出手段が前記センサと前記出力側のヘリカルギアとの距離に基づいて、前記出力側のヘリカルギアへ伝達されるトルクの大きさおよび方向を検出することを特徴とするトルク検出システムとした。 The present invention provides a torque detection system for detecting torque transmitted between an input-side and output-side helical gear, a sensor that is disposed at least on the tooth side of the output-side helical gear and detects the rotation of the gear; Torque detecting means for detecting torque transmitted to the output-side helical gear based on an output signal of the sensor, wherein the torque detecting means is based on a distance between the sensor and the output-side helical gear. Thus, the torque detection system is characterized in that the magnitude and direction of the torque transmitted to the helical gear on the output side is detected.
本発明によれば、入力側と出力側のヘリカルギアの間でトルクが伝達されると、入力側のヘリカルギアと出力側のヘリカルギアには、ヘリカルギアを軸方向に変位させようとする力と、ヘリカルギアを回転軸に対して傾けようとする力とが作用して、入力側のヘリカルギアと出力側のヘリカルギアは、トルクの伝達方向に応じて決まるスラスト方向に移動するので、ヘリカルギアとこのヘリカルギアの側面に配置されたセンサとの距離（ギャップ）が、トルクの伝達方向に応じて変化する。
よって、センサと出力側のヘリカルギアとの距離に基づいて、出力側のヘリカルギアの変位方向が判るので、変位方向からトルクの伝達方向を特定できる。
According to the present invention, when torque is transmitted between the input-side and output-side helical gears, the input-side and output-side helical gears are forced to displace the helical gear in the axial direction. And the force to tilt the helical gear with respect to the rotation axis acts, and the helical gear on the input side and the helical gear on the output side move in the thrust direction determined according to the torque transmission direction. The distance (gap) between the gear and the sensor disposed on the side surface of the helical gear changes according to the torque transmission direction.
Therefore, since the displacement direction of the output-side helical gear can be determined based on the distance between the sensor and the output-side helical gear, the torque transmission direction can be specified from the displacement direction.
以下、本発明の実施の形態を、駆動源（エンジンおよび／またはモータ）と駆動輪との間で回転駆動力の伝達を行う自動変速機に適用した場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by taking as an example a case where the present invention is applied to an automatic transmission that transmits rotational driving force between a driving source (engine and / or motor) and driving wheels.
図１に示すように、自動変速機の動力伝達経路上で、ヘリカルギア３とヘリカルギア４とが、外周の歯３ａ、４ａ同士を噛合させて設けられている。
ヘリカルギア３は、ギア軸１と一体回転可能に設けられており、ヘリカルギア４は、ギア軸２と一体回転可能に設けられている。
ヘリカルギア３とヘリカルギア４は、歯数と径が同じギアであり、動力伝達経路上で隣接して設けられている。
As shown in FIG. 1, on the power transmission path of the automatic transmission, a
The
The
駆動源側から車輪（駆動輪）側にトルクが伝達されるドライブ時には、ギア軸１に入力された回転駆動力（回転トルク）は、ヘリカルギア３とヘリカルギア４とを介して、ギア軸２に伝達される。
During driving in which torque is transmitted from the drive source side to the wheel (drive wheel) side, the rotational driving force (rotational torque) input to the
車輪（駆動輪）側から駆動源側にトルクが伝達されるエンジンブレーキ時には、車輪（駆動輪）側からギア軸２に入力された回転駆動力（回転トルク）は、ヘリカルギア４とヘリカルギア３とを介して、ギア軸１に伝達される。
During engine braking in which torque is transmitted from the wheel (drive wheel) side to the drive source side, the rotational drive force (rotation torque) input to the
ヘリカルギア３の周方向外側には、ヘリカルギア３の回転を検出するセンサ５（回転センサ）が設けられている。
センサ５は、ギア軸１に直交する向きで、歯先の回転円周面に近接して配置されている。このセンサ５は、ヘリカルギア３のラジアル方向（周方向）から、ヘリカルギア３の歯面にセンサ面を対向させている。
A sensor 5 (rotation sensor) that detects the rotation of the
The
センサ５は、ヘリカルギア３の歯の凹凸に応じたパルス信号を出力する。具体的には、図３に示すように、歯３ａがセンサ５の正面に位置している場合にはＯＮ信号を、歯３ａがセンサ５の正面に位置していない（歯溝部３ｂが正面に位置している）場合には、ＯＦＦ信号を出力する。
よって、ヘリカルギア３が回転している場合には、図３の（ａ）に示すような連続するＯＮ信号とＯＦＦ信号からなるパルス信号が、センサ５から出力される。
The
Therefore, when the
図１に示すように、ヘリカルギア４の側方には、ヘリカルギア４の回転を検出するセンサ６（回転センサ）が設けられている。
センサ６は、ギア軸２に対して平行となる向きで、ヘリカルギア４の外周縁近傍の側方に、ヘリカルギア４に近接して配置されている。このセンサ６は、ヘリカルギア４のスラスト方向（直交方向）から、ヘリカルギア４の歯４ａの側面４ａ１にセンサ面を対向させている。
As shown in FIG. 1, a sensor 6 (rotation sensor) that detects the rotation of the
The
センサ６は、ヘリカルギア４の歯４ａの凹凸に応じたパルス信号を出力する。具体的には、歯４ａの側面４ａ１がセンサ６の正面に位置している場合にはＯＮ信号を、歯４ａの側面４ａ１がセンサ６の正面に位置していない場合には、ＯＦＦ信号を出力する。
よって、ヘリカルギア４が回転している場合には、図３の（ａ）に示すような連続するＯＮ信号とＯＦＦ信号からなるパルス信号が、センサ６から出力される。
The
Therefore, when the
これらセンサ５、６からのパルス信号は、演算装置（例えば、自動変速機の制御装置７（ＡＴＣＵ））に入力され、ギア軸１とギア軸２の間で伝達されるトルク（入力トルク）の検出や、トルクの伝達方向の検出に利用される。
The pulse signals from these
ここで、センサ５、６からのパルス信号に基づくトルクの検出を説明する。
ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でのトルクの伝達は、互いに噛み合う歯３ａ、４ａを介して行われる。そのため、トルクが伝達される際には、ヘリカルギア３の歯３ａとヘリカルギア４の歯４ａの噛み合い部分に力（トルク）が集中する。
そして、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間で伝達されるトルクが大きくなって、歯３ａ、４ａの噛み合い部分に作用する力が大きくなると、噛み合い部分の歯３ａ、４ａの各々が、図２の（ｂ）に示すように、回転軸回りの周方向に、僅かに倒れる（撓む）ことになる。
Here, detection of torque based on the pulse signals from the
Torque is transmitted between the
When the torque transmitted between the
例えば、ヘリカルギア３、４の歯３ａ、４ａが、それぞれ、本来の位置を基準として、角度α１、α２ずつ倒れると、センサ６では、歯３ａ、４ａが倒れたことに起因して、基準位置４１にある歯が、所定角度（α１＋α２）分だけ遅れて検知される。
この遅れは、伝達されるトルクの大きさに応じて変化し、トルクが大きくなるほど、遅れが大きくなる。
For example, when the
This delay changes according to the magnitude of the transmitted torque, and the delay increases as the torque increases.
そうすると、センサ５から出力されるパルス信号とセンサ６から出力されるパルス信号との間に、歯３ａ、４ａの倒れに起因する位相差α、α’が生じることになる（図３参照）。そして、この位相差α、α’は、伝達されるトルクが大きくなるにつれて大きくなる（α＜α’）。
Then, phase differences α and α ′ due to the tilting of the
ここで、伝達されるトルクの大きさと、歯の傾きに起因する位相差との間には、一定の関係がある。実施の形態では、制御装置７の図示しない記憶手段に、実験により予め求めたトルクの大きさと位相差との関係を規定するデータ（マップデータ：図４の（ａ）参照）が記憶されている。
よって、歯３ａ、４ａの倒れに起因する位相差α、α’が検出されると、このマップを参照して、伝達されるトルクの大きさβ、β’（入力トルクの大きさ）が求められるようになっている。
Here, there is a certain relationship between the magnitude of the transmitted torque and the phase difference caused by the tooth inclination. In the embodiment, the storage means (not shown) of the
Therefore, when phase differences α and α ′ due to the tilting of the
次に、センサ６からのパルス信号に基づく、トルクの方向（伝達方向）の判定を説明する。
図５は、ヘリカルギア３、４間で伝達されるトルクの伝達方向とヘリカルギア３、４のスラスト方向への移動を説明する図である。この図では、歯３ａと歯４ａの噛み合い部分が、歯に沿って切断した断面で模式的に示されている。
図６は、ヘリカルギア３、４間で伝達されるトルクの伝達方向によるセンサ６の出力信号の変化を説明する図である。
Next, the determination of the direction of torque (transmission direction) based on the pulse signal from the
FIG. 5 is a diagram illustrating the transmission direction of the torque transmitted between the
FIG. 6 is a diagram for explaining a change in the output signal of the
実施の形態の場合、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でのトルクの伝達には、駆動源からギア軸１に入力されたトルク（回転駆動力）が、ギア軸２を介して車輪（駆動輪）に伝達される場合（以下、ドライブ時ともいう）と、車輪（駆動輪）からギア軸２に入力されたトルク（回転駆動力）が、ギア軸１を介して駆動源側に伝達される場合（以下、エンジンブレーキ時ともいう）と、がある。
In the case of the embodiment, for torque transmission between the
外周の歯３ａ、４ａ同士を互いに噛合させたヘリカルギア３、４間でトルクの伝達が行われる場合、回転するヘリカルギア３、４には、回転軸Ｘ１、Ｘ２方向のスラスト力と、ヘリカルギア３、４を回転軸Ｘ１、Ｘ２に対して傾けようとする力と、が作用する。
そして、これら力の作用する方向は、トルクの伝達方向に応じて決まる。
When torque is transmitted between the
The direction in which these forces act is determined according to the torque transmission direction.
そのため、例えばエンジンブレーキ時には、トルクの伝達により作用するこれらの力により、ヘリカルギア４の歯４ａがセンサ６から離れる方向に移動し、ドライブ時には、ヘリカルギア４の歯４ａがセンサ６に近づく方向に移動するというように、トルクの伝達方向に応じて、ヘリカルギア４の歯４ａとセンサ６との距離（ギャップ）が変化する。
For this reason, for example, during engine braking, the
よって、例えばドライブ時に図５の（ａ）に示す位置にあったヘリカルギア４が、エンジンブレーキ時に図５の（ｂ）に示すようにセンサ６から離れる方向に移動すると、図６に示すように、センサ６とヘリカルギア４との距離が大きくなった分だけ、センサ６からのパルス信号の振幅ｈ（ｈ１、ｈ２）が小さくなる。
Therefore, for example, when the
実施の形態では、ドライブ時とエンジンブレーキ時とを区別するための閾値となる振幅（閾値振幅Ｔｈ１）が、制御装置７の図示しない記憶手段に記憶されている。
よって、センサ６から出力されたパルス信号の振幅ｈが、閾値振幅Ｔｈ１以上である場合には、駆動源からギア軸１に入力されたトルクがギア軸２側に伝達されている（ドライブ時）と判定される。一方、閾値振幅Ｔｈ１未満である場合には、変速機構側からギア軸２に入力されたトルクがギア軸１側に伝達されている（エンジンブレーキ時）と判定される。
In the embodiment, the amplitude (threshold amplitude Th1) serving as a threshold for distinguishing between driving and engine braking is stored in a storage unit (not shown) of the
Therefore, when the amplitude h of the pulse signal output from the
以上の通り、実施の形態では、ヘリカルギア４の回転を検出するセンサ６を、ヘリカルギア４の側面に配置すると共に、センサ６のセンサ面を、ヘリカルギア４のスラスト方向（軸方向）からヘリカルギア４の歯４ａの側面４ａ１に対向させ、制御装置７が、センサ６から出力されるパルス信号の振幅から、トルクの伝達方向に応じてスラスト方向（軸方向）に変位するヘリカルギア４と、センサ６との距離（ギャップ）を求めると共に、求めた距離（ギャップ）から、トルクの大きさと方向を検出する構成とした。
As described above, in the embodiment, the
これにより、外周の歯同士を互いに噛合させて設けられたヘリカルギア３、４間で伝達されるトルクの検出に用いられていた従来のセンサの取付位置を変更するだけで、トルクの検出だけではなく、トルクの伝達方向まで判断できることになる。
すなわち、従来のセンサをそのまま利用して、センサの数を増やさずに、トルクの伝達方向を検出できるようになる。これにより、伝達方向を検出するための専用のセンサなどを別途設ける必要がないので、コストの上昇を抑えることができる。
As a result, by simply changing the mounting position of the conventional sensor used for detecting the torque transmitted between the
That is, a conventional sensor can be used as it is, and the torque transmission direction can be detected without increasing the number of sensors. Thereby, it is not necessary to separately provide a dedicated sensor for detecting the transmission direction, so that an increase in cost can be suppressed.
さらに、自動変速機に入力されるトルクを瞬時に検出して、トルクダウン制御や油圧の最適化を行うことが可能になる。よって、自動変速機を搭載した車両の燃費の向上や、油圧の最適化による自動変速機のユニット耐久性の向上が期待できる。
さらに、ドライブ側とエンジンブレーキ側のトルクを識別できるので、ハイブリット自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）での回生効率の向上が期待できる。
Furthermore, torque input to the automatic transmission can be detected instantaneously, and torque down control and hydraulic pressure optimization can be performed. Therefore, improvement in fuel consumption of a vehicle equipped with an automatic transmission and improvement in unit durability of the automatic transmission by optimization of hydraulic pressure can be expected.
Furthermore, since the torque on the drive side and the engine brake side can be distinguished, it is possible to expect an improvement in regeneration efficiency in a hybrid vehicle (HEV) or an electric vehicle (EV).
また、センサ６の出力信号は、センサ６とヘリカルギア４との距離に対応する振幅のパルス信号であり、制御装置７がパルス信号の振幅に基づいてトルクの方向および大きさを検出する構成とした。
Further, the output signal of the
このように構成すると、センサの６出力信号を確認するだけで、自動変速機に入力されるトルクの方向および大きさを瞬時に検出することができるので、トルクダウン制御や油圧の最適化を行うことが可能になる。 With this configuration, it is possible to instantaneously detect the direction and magnitude of the torque input to the automatic transmission simply by checking the six output signals of the sensor, so torque down control and hydraulic pressure optimization are performed. It becomes possible.
さらに、制御装置７が、センサ５が出力するパルス信号と、センサ６が出力するパルス信号との位相差から、トルクの伝達により生じたヘリカルギア３とヘリカルギア４の回転の位相差を求め、求めた位相差から、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間で伝達されるトルクの大きさを検出する構成とし、位相差は、ヘリカルギア３の歯３ａとヘリカルギア４の歯４ａが、噛み合い部分において、伝達されるトルクの大きさに応じて、ヘリカルギア３、４の回転方向に傾くことで発生したものである構成とした。
Further, the
これにより、センサ５が出力するパルス信号と、センサ６が出力するパルス信号とを比較するだけで、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間で伝達されるトルクの大きさを検出できる。
As a result, the magnitude of torque transmitted between the
ここで、ヘリカルギア３、４は、歯数と径が同じヘリカルギアであり、他の歯車を介さずに、外周の歯３ａ、４ａ同士を互いに噛合させて設けられて、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間のトルクの伝達が直接行われるように構成した。
これにより、ヘリカルギア３、４は同じ回転速度で回転するので、センサ５、６から出力されるパルス信号を単純にそのまま比較するだけで位相差を求めることができる。
Here, the
Thus, since the
さらに、センサ６は、ヘリカルギア３の歯３ａとヘリカルギア４の歯４ａとの噛み合い部分から離れた位置で、検出対象のヘリカルギア４の歯４ａの側面４ａ１に対向して設けられている構成とし、特に、センサ６が、回転中心軸Ｘ２を挟んで噛み合い部分の反対側となる位置に設けられている構成とした。
Further, the
これにより、ヘリカルギア３、４の歯３ａ、４ａの倒れ、すなわちヘリカルギア３、４の間でトルクが伝達される際に生ずる歯３ａ、４ａの回転軸回りの周方向の倒れに起因する位相差を適切に検出できるので、トルクの検出精度を向上させることができる。
特に、センサ６が、回転中心軸Ｘ２を挟んで噛み合い部分の反対側となる位置に設けられていると、かかる位置では、ヘリカルギア３、４の間でトルクが伝達される際に、歯４ａの側面４ａ１とセンサ６とのギャップが大きく変化するので、トルクの伝達方向をより確実に検出できる。
As a result, the
In particular, if the
実施の形態では、ヘリカルギア３、４の回転を検出するセンサ５、６のうちの一方のセンサ６を、ヘリカルギア４の側方に配置して、ヘリカルギア４のスラスト方向（直交方向）からヘリカルギア４の回転を検出するようにした場合を例示した。
ここで、センサ５、６のうちの少なくとも一方が、ヘリカルギアのスラスト方向から回転を検出するように配置されていれば、ヘリカルギア３、４の間で伝達されるトルクの大きさとその伝達方向を検出できる。
よって、センサ５とセンサ６の両方を、ヘリカルギアのスラスト方向から回転を検出するように配置しても良い。また、センサ５をヘリカルギアのスラスト方向から回転を検出するように配置すると共に、センサ６をヘリカルギアのラジアル方向から回転を検出するように配置しても良い。
In the embodiment, one of the
Here, if at least one of the
Therefore, you may arrange | position both the
実施の形態では、センサ５、６から出力されるパルス信号の位相差をそのまま用いて、入力トルクを求める場合を例示した。
ここで、ギアの経時的な摩耗などの位相差への影響を考慮して、パルス信号の位相差を補正するようにしても良い。
例えば、定常低トルクとなるクリープ走行時の推定トルクに基づいて、パルス信号の位相差を補正するようにしても良い。
In the embodiment, the case where the input torque is obtained by using the phase difference of the pulse signals output from the
Here, the phase difference of the pulse signal may be corrected in consideration of the influence on the phase difference such as the wear of the gear over time.
For example, the phase difference of the pulse signal may be corrected based on the estimated torque at the time of creep running that is a steady low torque.
具体的には、ヘリカルギアが経時的に摩耗や変形すると、摩耗や変形が生じていない場合の位相差との間にズレが生じる。そのため、パルス信号の位相差をそのままマップに当てはめると、求められるトルクが大きく／小さくなってしまう。
そこで、図７に示すように、定常低トルクとなるクリープ走行時の推定トルクを与える位相差αＢを記憶手段に記憶しておく。そして、実際に車両がクリープ走行をしている時のセンサ５、６から出力されるパルス信号の位相差αＡとの差Δα（αＢ−αＡ）を補正量として決定し、以降得られるパルス信号の位相差をこの補正量Δαで補正する。これにより、補正後の位相差を用いてマップを参照して、入力トルクを求めることで、ヘリカルギアの経時的に摩耗や変形による影響を緩和することができ、より正確なトルクを求めることができるようになる。
Specifically, when the helical gear is worn or deformed over time, there is a deviation from the phase difference when no wear or deformation has occurred. Therefore, if the phase difference of the pulse signal is applied to the map as it is, the required torque is increased / decreased.
Therefore, as shown in FIG. 7, a phase difference αB that gives an estimated torque at the time of creep running that is a steady low torque is stored in the storage means. Then, the difference Δα (αB−αA) from the phase difference αA of the pulse signal output from the
このように、トルク算出手段が、クリープ走行時の推定トルクを与える位相差と、クリープ走行時にセンサ５、６から出力されるパルス信号の位相差との差に基づいて、クリープ走行時以外のヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクの伝達が行われている際にセンサ５、６から出力されるパルス信号の位相差を補正し、補正後の位相差に基づいてトルクを算出する構成とした。
In this way, the torque calculation means determines the helical other than during the creep travel based on the difference between the phase difference that gives the estimated torque during the creep travel and the phase difference between the pulse signals output from the
これにより、ヘリカルギアの経時的に摩耗や変形による影響を緩和することができ、より正確なトルクを求めることができるようになる。 As a result, the influence of wear and deformation of the helical gear over time can be mitigated, and more accurate torque can be obtained.
なお、補正量（位相差αＡと位相差αＢとの差Δα）ごとに対応する複数のマップを記憶手段に記憶させておき、クリープ走行時に補正量が決定されると、以降補正量に応じて決まるマップに基づいて、トルクを求めるようにしても良い。 A plurality of maps corresponding to each correction amount (difference Δα between phase difference αA and phase difference αB) are stored in the storage means, and when the correction amount is determined during creep travel, thereafter, according to the correction amount. The torque may be obtained based on the determined map.
前記した実施の形態では、トルクが伝達される際のヘリカルギア４の移動方向（スラスト方向における移動方向）を、ヘリカルギア４の側方に配置したセンサ６とヘリカルギア４との距離Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）に基づいて検出し、検出したヘリカルギア４の移動方向からトルクの伝達方向を検出する場合を例示した。
In the above-described embodiment, the movement direction (movement direction in the thrust direction) of the
ここで、ヘリカルギア３、４の間でトルクが伝達される際には、前記したように、互いに噛合する歯３ａ、４ａ同士が伝達されるトルクの大きさに応じて傾くことで、ヘリカルギア３、４の間に位相差が生ずるので、この位相差に基づいて、トルクの伝達方向を特定するようにしても良い。
Here, when torque is transmitted between the
図８は、トルクが伝達される際に生ずるヘリカルギア３とヘリカルギア４の間の位相差を説明する図であって、（ａ）はドライブ時における位相差を、（ｂ）はエンジンブレーキ時における位相差を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the phase difference between the
図８に示すように、ドライブ時とエンジンブレーキ時とではトルクの伝達方向が異なり、ヘリカルギア３、４が回転する方向もトルクの伝達方向に応じて異なる。
そのため、例えばドライブ時には、ヘリカルギア３、４の歯３ａ、４ａが、それぞれ、本来の位置を基準として、角度α１、α２ずつ倒れ、センサ６では、歯３ａ、４ａが倒れたことに起因して、基準位置４１にある歯が、所定角度（α１＋α２）分だけ遅れて検知される（位相差Ａ）。
これに対してエンジンブレーキ時には、ヘリカルギア３、４の歯３ａ、４ａが、それぞれ、本来の位置を基準として、ドライブ時とは反対方向に角度α１’、α２’ずつ倒れ、センサ６では、歯３ａ、４ａが倒れたことに起因して、基準位置４１にある歯が、所定角度（α１’＋α２’）分だけ先に検知される（位相差Ｂ）。
As shown in FIG. 8, the torque transmission direction is different between driving and engine braking, and the directions in which the
Therefore, for example, at the time of driving, the
On the other hand, at the time of engine braking, the
よって、トルクの伝達方向に応じて、方向が異なる位相差Ａ、Ｂとなるので、基準位置にあるヘリカルギア４の歯４ａが、基準位置にあるヘリカルギア３の歯３ａよりも先に検出されるのか、それとも後に検出されるのかに基づいて、トルクの伝達方向を特定することが可能となる。このようにすることによっても、前記実施の形態の場合と同様に、トルクの大きさの検出だけではなく、トルクの伝達方向まで判断できることになる。
Therefore, the phase differences A and B are different depending on the direction of torque transmission. Therefore, the
このように、ヘリカルギア３を検出対象歯車とするセンサ５（第１のセンサ）と、ヘリカルギア４を検出対象歯車とするセンサ６（第２のセンサ）と、ヘリカルギア３、４の間で伝達されるトルクを検出するトルク検出手段とを備え、
トルク検出手段が、ヘリカルギア３、４の噛み合い部分の歯３ａ、４ａの歯３ａ、４ａの傾きの大きさα１、α２、α１’、α２’を、センサ５、６の出力信号の位相差（α１＋α１’、α２＋α２’）から検出し、位相差の方向に基づいて、ヘリカルギア３、４の間で伝達されるトルクの方向を検出する構成とし、位相差は、ヘリカルギア３、４の噛み合い部分の歯３ａ、４ａが、伝達されるトルクの大きさに応じて、回転方向に傾くことにより発生したものである構成とした。
As described above, the sensor 5 (first sensor) having the
The torque detection means calculates the inclinations α1, α2, α1 ′, α2 ′ of the
このように構成すると、センサ５、６の出力信号からヘリカルギア３、４の位相差を求めるだけで、伝達されるトルクの大きさと方向を検出できる。
特に、従来のセンサをそのまま利用して、センサの数を増やさずに、トルクの伝達方向を検出でき、専用のセンサなどを別途設ける必要がないので、コストの上昇を抑えることができる。
If comprised in this way, the magnitude | size and direction of transmitted torque can be detected only by calculating | requiring the phase difference of the
In particular, the conventional sensor can be used as it is, the torque transmission direction can be detected without increasing the number of sensors, and a dedicated sensor or the like need not be provided separately, so that an increase in cost can be suppressed.
本発明の第２の実施形態を説明する。
図９は、第２の実施形態にかかるトルク検出システムの概略構成図である。
図１０は、トルク伝達による回転センサとヘリカルギアとのギャップと、回転センサの出力信号を説明する図である。
A second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a torque detection system according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining a gap between the rotation sensor and the helical gear by torque transmission and an output signal of the rotation sensor.
第２の実施形態では、自動変速機の動力伝達経路上で、外周の歯３ａ、４ａ同士を噛合させて隣接して設けられたヘリカルギア３とヘリカルギア４の側方に、ひとつのセンサ６Ａ（ギャップセンサ）が設けられている。
センサ６Ａは、ギア軸１、２に対して平行となる向きで、ヘリカルギア３の歯３ａとヘリカルギア４の歯４ａとの噛み合い部分の側方に配置されている。このセンサ６Ａは、ヘリカルギア３とヘリカルギア４のスラスト方向（直交方向）から、歯３ａと歯４ａとの噛み合い部分の側面３ａ１、４ａ１に、センサ面を対向させている。
In the second embodiment, on the power transmission path of the automatic transmission, one
The
そのため、ヘリカルギア３、４が回転して、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達されると、センサ６Ａのセンサ面の正面を、歯３ａの側面３ａ１と歯４ａの側面４ａ１とが交互に通過するようになっている。
Therefore, when the
さらに、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達されていないときには、ヘリカルギア３の歯３ａの側面３ａ１とセンサ６Ａとの距離と、ヘリカルギア４の歯４ａの側面４ａ１とセンサ６Ａとの距離とが同じになるように、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の軸方向の位置が設定されている。
Further, when torque is not transmitted between the
前記したように、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達される際には、ヘリカルギア３とヘリカルギア４とをそれぞれ回転軸（ギア軸１、ギア軸２）に対して傾けようとする力と、ヘリカルギア３とヘリカルギア４をスラスト方向に移動させようとする力が作用する。
As described above, when torque is transmitted between the
ここで、トルクの伝達方向に応じてこれらの力が作用する向きが異なるので、図１０の（ａ）に示すように、トルクの伝達方向に応じて、歯３ａの側面３ａ１とセンサ６との距離Ｄ４と、歯４ａの側面４ａ１とセンサ６との距離Ｄ３とが変化する。
例えば、図１０の（ａ）に示す位置関係に歯３ａ、４ａとセンサ６Ａとがある場合、センサ６Ａから出力されるパルス信号は、歯３ａの側面３ａ１に起因する山ａと、歯４ａの側面４ａ１に起因する谷ｂとが交互に繰り返されるパルス信号１０となる。
なお、第２の実施形態では、センサ６Ａから離れた位置にある歯の側面が、パルス信号における山になるように、センサ６Ａの出力信号が処理されている。
Here, since the direction in which these forces act differs depending on the torque transmission direction, as shown in FIG. 10A, the side surface 3a1 of the
For example, when the
In the second embodiment, the output signal of the
ここで、山ａと谷ｂとの高さの差（Ｇａｐ）は、歯３ａの側面３ａ１と、歯４ａの側面４ａ１とのギャップ（Ｇａｐ）に応じて決まる。
実施の形態では、トルクが伝達される際に、ヘリカルギア３とヘリカルギア４とが互いに異なる方向（ギャップが広がる方向）に移動する。そのため、ヘリカルギア３とヘリカルギア４に作用する力が小さくて、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の変位量（移動量）が小さくても、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との相対的な移動量が大きくなるので、検出能（分解能）が向上して、トルクの検出精度が向上するようになっている。
Here, the height difference (Gap) between the peak a and the valley b is determined according to the gap (Gap) between the side surface 3a1 of the
In the embodiment, when torque is transmitted, the
第２の実施形態では、制御装置７が、パルス信号１０（図１０の（ｂ）参照）に基づいて、パルス信号の周期Ｔと、ヘリカルギア３、４とセンサ６Ａとの距離とを求める。そして、求めた周期Ｔと距離に基づいて、制御装置７の図示しない記憶手段に記憶されたマップを参照して、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の回転数（回転速度）と、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間で伝達されるトルクの大きさとが特定される。
In 2nd Embodiment, the
次に、第２の実施形態の変形例を説明する。
図１１は、第２の実施形態の変形例の場合における、トルク伝達によるセンサ６Ａとヘリカルギア３、４とのギャップと、回転センサの出力信号を説明する図である。図１１の（ａ）は、ヘリカルギア３、４の歯３ａ、４ａ同士が噛合した部分の拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、センサ６Ａが出力するパルス信号を説明する図であり、（ｄ）は、（ａ）における符号Ｂで囲んだ領域の拡大図である。
Next, a modification of the second embodiment will be described.
FIG. 11 is a diagram for explaining the gap between the
この変形例にかかるトルク検出システムでは、ヘリカルギア４の歯４ａの側面４ａ１に凹部４２が設けられている。
凹部４２は、ヘリカルギア４の総ての歯４ａにおいて、センサ６Ａとの対向面（側面４ａ１）に設けられている。これら凹部４２は、ヘリカルギア４を側面から見て、ヘリカルギア４の回転中心（図示せず）を中心とした半径ｒの仮想円上に位置するように形成されている。さらに、これら凹部４２は、ヘリカルギア４の側面側から見た形状が、総て同じ形状（矩形形状）であり、凹部４２の深さＤ５（図１１の（ｄ）参照）も総て同じとなっている。
この変形例では、ヘリカルギア３からヘリカルギア４にトルクが伝達されているときに、出力側となるヘリカルギア４に凹部４２が設けられている。そして、このヘリカルギア４における凹部４２が設けられている面は、トルクが伝達されているときに倒れる側の面（変位が大きい側の面）に相当する。
In the torque detection system according to this modification, a
The
In this modification, when torque is transmitted from the
ヘリカルギア３、４が、図１１の（ａ）に示す位置関係にある場合に、センサ６Ａから出力されるパルス信号を説明する。
ヘリカルギア３、４が回転して、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達される場合、センサ６Ａの正面を歯４ａの凹部４２が通過すると、凹部４２の深さＤ５の分だけ、センサ６Ａとの距離が変動する。
そのため、センサ６Ａから出力されるパルス信号では、歯３ａの側面に起因する山ａと、歯４ａの側面４ａ１に起因する谷ｂとが交互に繰り返されると共に、谷ｂの途中に、凹部４２に起因する小さい山ｃが出現する。よって、図１１の（ｃ）に示すようなパルス信号１０Ａが出力されることになる。
A pulse signal output from the
When the
Therefore, in the pulse signal output from the
これにより、制御装置７が、パルス信号１０Ａ（図１１の（ｃ）参照）に基づいて、パルス信号の周期Ｔと、ヘリカルギア３、４とセンサ６Ａとの距離とを求める。そして、求めた周期Ｔと距離に基づいて、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の回転数（回転速度）と、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間で伝達されるトルクの大きさとが特定される。
Thereby, the
さらに、パルス信号１０Ａにおいて、小さい山ｃが出現している山または谷が、ヘリカルギア４の歯４ａの側面４ａ１に起因するものであることが判るので、センサ６Ａから出力されるパルス信号の山と谷が、何れのヘリカルギア３とヘリカルギア４の何れの歯３ａ、４ａの側面３ａ１、４ａ１に起因するものであるのかが特定できる。
Further, since it is understood that the peak or valley where the small peak c appears in the
実施の形態では、小さい山ｃが出現するパルス信号に基づいて、トルクの伝達方向を特定できるようになっている。
以下、トルクの伝達方向の特定を説明する。
In the embodiment, the direction of torque transmission can be specified based on a pulse signal in which a small peak c appears.
Hereinafter, the specification of the torque transmission direction will be described.
図１２は、図１１の（ａ）に示す構成のヘリカルギア４が採用されている場合に、ドライブ時とエンジンブレーキ時にセンサ６Ａから出力されるパルス信号を説明する図である。
図１２の（ａ）は、駆動源側から入力された回転駆動力（トルク）が駆動輪側に伝達されるドライブ時のヘリカルギア３、４の位置関係と、センサ６Ａから出力されるパルス信号を示す図である。（ｂ）は、駆動輪側から入力された回転駆動力（トルク）が駆動源側に伝達されるエンジンブレーキ時のヘリカルギア３、４の位置関係と、センサ６Ａから出力されるパルス信号を示す図である。
図１３は、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達されてないために、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の回転軸方向の位置が略同じになった場合のパルス信号を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating pulse signals output from the
FIG. 12A shows the positional relationship of the
FIG. 13 illustrates a pulse signal when torque is not transmitted between the
なお、以下の説明は、ドライブ時には、ヘリカルギア３の歯３ａがセンサ６Ａから離れると共にヘリカルギア４の歯４ａがセンサ６Ａに近づき、エンジンブレーキ時には、ヘリカルギア３の歯３ａがセンサ６Ａに近づくと共にヘリカルギア４の歯４ａがセンサ６Ａから離れる場合（図１２参照）について説明をする。
In the following explanation, the
図１２の（ａ）に示すように、ドライブ時には、センサ６Ａから出力されるパルス信号は、センサ６Ａからの距離が遠いほうの歯３ａの側面３ａ１に起因する山ａと、センサ６Ａに近いほうの歯４ａの側面４ａ１に起因する谷ｂとが交互に繰り返すパルス信号であって、谷ｂの途中に、歯４ａの凹部４２に起因する小さい山ｃが出現するパルス信号１０Ｂとなる。
As shown in FIG. 12 (a), during driving, the pulse signal output from the
一方、図１２の（ｂ）に示すように、エンジンブレーキ時には、センサ６Ａから出力されるパルス信号は、センサ６Ａからの距離が遠いほうの歯４ａの側面４ａ１に起因する山ｂと、センサ６Ａに近いほうの歯３ａの側面３ａ１に起因する谷ａとが交互に繰り返すパルス信号であって、山ｂの途中に、歯４ａの凹部４２に起因する小さい山ｃが出現するパルス信号１０Ｃとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 12B, at the time of engine braking, the pulse signal output from the
これにより、制御装置７では、パルス信号１０Ｂ、１０Ｃから求めたパル信号の周期Ｔと、ヘリカルギア３、４とセンサ６Ａとの距離に基づいて、回転数と伝達トルクの大きさとが特定される。
Thereby, in the
さらに、パルス信号１０Ｂ、１０Ｃにおいて、小さい山ｃが出現している山が、ヘリカルギア４の歯４ａの側面４ａ１に起因するものであることが判るので、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の何れが、センサ６Ａに近い位置にあるのかが特定できる。
前記したように、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の位置関係はトルクの伝達方向に応じて決まるので、制御装置７において、特定した位置関係に基づいてトルクの伝達方向を特定できることになる。
Furthermore, in the pulse signals 10B and 10C, it can be seen that the crest where the small crest appears is due to the side surface 4a1 of the
As described above, since the positional relationship between the
ちなみに、図１３に示すように、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達されない場合、ヘリカルギア３とヘリカルギア４の回転軸方向の位置が略同じになる。
かかる場合には、歯３ａの側面３ａ１と歯４ａの側面４ａ１とのギャップ（Ｇａｐ）が略ゼロになるので、センサ６Ａから出力されるパルス信号１０Ｄでは、山と谷が明確に区別できなくなる。
しかし、このような場合であっても、歯４ａの凹部４２に起因する小さい山ｃが、パルス信号１０Ｄに出現する。
よって、かかる場合には、制御装置７において、小さい山ｃの周期Ｔに基づいて、ヘリカルギア３、４の回転数（回転速度）を求めることができるようになっている。
Incidentally, as shown in FIG. 13, when torque is not transmitted between the
In such a case, since the gap (Gap) between the side surface 3a1 of the
However, even in such a case, a small peak c due to the
Therefore, in such a case, the
なお、上記の変形例では、ヘリカルギア４に凹部４２が設けられている場合を例に挙げて説明をしたが、凹部の変わりに凸部を設けるようにしても良い。このようにすることによっても、上記の変形例の場合と同様の作用効果が奏されることになる。
In the above modification, the case where the
さらに、第２の実施形態およびその変形例では、ヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達されていないときに、歯３ａの側面３ａ１とセンサ６Ａとのギャップ（距離）と、歯４ａの側面４ａ１とセンサ６Ａとのギャップ（距離）とが、同じとなるようにヘリカルギア３とヘリカルギア４とが設けられている。
しかし、トルクが伝達されていないときに、側面３ａ１とセンサ６Ａとのギャップと、側面４ａ１とセンサ６Ａとのギャップとが異なるように、ヘリカルギア３とヘリカルギア４とをスラスト方向（軸方向）にずらして配置するようにしても良い。このようにすると、少なくともドライブ時とエンジンブレーキ時の一方において、センサ６Ａから出力されるパルス信号のギャップが大きくなるので、かかる場合におけるトルクの検出精度を向上させることができる。
Furthermore, in the second embodiment and its modification, when torque is not transmitted between the
However, when torque is not transmitted, the
また、ヘリカルギア４に凹部または凸部を設けた場合には、例えばヘリカルギア３とヘリカルギア４との間でトルクが伝達されていないときにセンサ６Ａにより検出されるセンサと凹部または凸部とのギャップと、予め求めたトルクが伝達されていないときのギャップとの差を求めて、以降、この求めた差に基づいて、センサ６Ａにより検出されるギャップを補正するようにしても良い。このようにすると、トルクの検出精度を向上させることができる。
In addition, when the concave portion or the convex portion is provided in the
以上の通り、第２の実施形態およびその変形例では、入力側の歯車（ヘリカルギア３）から出力側の歯車（ヘリカルギア４）にトルクを伝達する場合に、ヘリカルギア３、４の歯３ａ、４ａの噛み合い部分の側方にセンサ６Ａを配置し、軸方向のスラスト力が働く歯車の歯の側面（歯３ａ、４ａの側面３ａ１、４ａ１）と歯車の変位量を測定するギャップセンサ（センサ６Ａ）を設け、歯の側面（３ａ１、４ａ１）とギャップセンサとの間の距離に基づいて、歯車（ヘリカルギア３、４）が伝達するトルクを検出すると共に、ギャップセンサが検出する距離の変動周期（Ｔ）に基づいて、歯車の回転速度を検出する構成のトルク検出装置とした。
As described above, in the second embodiment and the modification thereof, when torque is transmitted from the input side gear (helical gear 3) to the output side gear (helical gear 4), the
このような構成にすると、ギャップセンサは、ひとつのセンサで、伝達されるトルクに応じて変化する歯車の側面の変位量を検出することができる。そして、その変位量に基づいて歯車が伝達するトルクを検出することができる。 With such a configuration, the gap sensor can detect the displacement amount of the side surface of the gear that changes in accordance with the transmitted torque with a single sensor. The torque transmitted by the gear can be detected based on the amount of displacement.
また、ギャップセンサは、歯車の歯の側面とギャップセンサとの距離を検出するようにしているので、一方の歯車の側面が存在しない部分と、一方の歯車の歯の側面が存在する部分との距離は異なり、距離は歯車の回転と共に周期的に変化する。この周期的な変化に基づき、歯車の回転速度を検出することができる。つまり、ひとつのセンサで、歯車の伝達するトルクと、歯車の回転速度を検出することができる。 In addition, since the gap sensor detects the distance between the side surface of the gear tooth and the gap sensor, a portion where the side surface of one gear does not exist and a portion where the side surface of one gear tooth exists. The distance is different, and the distance changes periodically with the rotation of the gear. Based on this periodic change, the rotational speed of the gear can be detected. That is, the torque transmitted by the gear and the rotational speed of the gear can be detected by a single sensor.
さらに、前記ギャップセンサは、入力側の歯車と出力側の歯車が噛み合う位置で、各歯車の側面の変位量を測定する構成とした。 Further, the gap sensor is configured to measure a displacement amount of a side surface of each gear at a position where the input side gear and the output side gear mesh with each other.
このように構成すると、ギャップセンサは、伝達されるトルクに応じて作用するスラスト力によって、互いに逆方向に変位する歯車の側面と、ギャップセンサの距離を検出することができる。このように、互いに逆方向に変位する歯車の側面を測定することで、歯車が伝達するトルクが同じで、それに伴う歯車の変位量が同じであっても、ギャップセンサが検出する検出値を大きくすることができ、トルクの検出精度を向上することができる。 With this configuration, the gap sensor can detect the distance between the side surface of the gear that is displaced in the opposite direction and the gap sensor by the thrust force acting according to the transmitted torque. In this way, by measuring the side surfaces of the gears that are displaced in the opposite directions, the detected value detected by the gap sensor is increased even if the torque transmitted by the gears is the same and the amount of gear displacement associated therewith is the same. Torque detection accuracy can be improved.
前記歯車の歯の側面であって、前記ギャップセンサと対向する側の側面には、凸部または凹部が形成されている構成とした。 Convex portions or concave portions are formed on the side surfaces of the gear teeth on the side facing the gap sensor.
このように構成すると、ギャップセンサは、互いの歯車の側面がトルクにより変位しなくても、歯車の回転による歯車の側面との距離が周期的に変化して、歯車の回転速度を検出することができる。また、歯車に形成した凸部または凹部と歯車の側面とのギャップに基づいて、歯車の側面の位置の変位量を補正することにより、変位量の検出精度を向上させることができる。 When configured in this manner, the gap sensor detects the rotational speed of the gear by periodically changing the distance from the side surface of the gear due to the rotation of the gear even if the side surfaces of the gears are not displaced by torque. Can do. Further, the displacement amount detection accuracy can be improved by correcting the displacement amount of the position of the side surface of the gear based on the gap between the convex or concave portion formed on the gear and the side surface of the gear.
側面に凹部が形成される歯車は、出力側の歯車であり、かつ入力側から出力側へトルクが伝達されている状態で、歯車が倒れる側の面に凹部が形成されている構成とした。 The gear having the concave portion formed on the side surface is an output side gear, and the concave portion is formed on the surface on the side where the gear falls while the torque is transmitted from the input side to the output side.
このように構成すると、凸部を形成する場合に比べ、ギャップセンサと歯車との距離を近くに設定することができ、ギャップセンサの検出精度の向上と、センサの搭載性を向上させることができる。 If comprised in this way, compared with the case where a convex part is formed, the distance of a gap sensor and a gearwheel can be set near, and the improvement of the detection accuracy of a gap sensor and the mounting property of a sensor can be improved. .
なお、歯車は、ギャップセンサ側で、軸方向に対して、互いの歯車の側面がずれるように配置されている構成としても良い。 The gears may be arranged on the gap sensor side so that the side surfaces of the gears are displaced with respect to the axial direction.
このように構成すると、歯車の側面に凸部や凹部を設けなくても、伝達トルクがない状態、すなわち、スラスト力が働かず、歯車の軸方向の変位がない状態でも、ギャップセンサの出力に歯の側面の位置ズレによる周期的な変位が表れるので、歯車の回転速度を検出することができる。 With this configuration, even if there are no protrusions or recesses on the side surface of the gear, there is no transmission torque, that is, thrust force does not work and there is no displacement in the axial direction of the gear. Since a periodic displacement due to a positional shift of the tooth side surface appears, the rotational speed of the gear can be detected.
さらに、ギャップセンサは、一方の歯車の歯のみを検出する位置に配置した構成としても良い。 Furthermore, the gap sensor may be arranged at a position where only the teeth of one gear are detected.
このように構成すると、歯の側面に凸部や凹部を設けなくても、歯の形状（歯と歯溝）のみで、歯車の回転速度を検出できる。
さらに、この場合において、トルクの受け渡し部分、すなわち歯車の歯と歯の噛み合い部分に近い部分に、ギャップセンサを配置することが好ましい。このように構成すると、歯の倒れ（歯の側面の位置変位量）が大きいところで、歯車の倒れ量を検出することができるので、他の部分で検出する場合に比べて、トルクの検出精度を向上させることができる。
If comprised in this way, even if it does not provide a convex part and a recessed part in the side surface of a tooth | gear, the rotational speed of a gearwheel is detectable only with the shape of a tooth | gear (tooth and tooth space).
Furthermore, in this case, it is preferable to arrange a gap sensor in a portion where torque is transferred, that is, a portion close to the gear teeth and the teeth meshing portion. With this configuration, the amount of gear fall can be detected when the tooth fall (position displacement on the side surface of the tooth) is large, so that the torque detection accuracy can be improved compared to the case where the tooth fall is detected. Can be improved.
１ ギア軸（第１の回転軸）
２ ギア軸（第２の回転軸）
３ ヘリカルギア（入力側の歯車）
４ ヘリカルギア（出力側の歯車）
５ センサ（第１のセンサ）
６ センサ（第２のセンサ）
６Ａ センサ
７ 制御装置（トルク検出手段）
1 Gear shaft (first rotating shaft)
2 Gear shaft (second rotation shaft)
3 Helical gear (input side gear)
4 Helical gear (output side gear)
5 Sensor (first sensor)
6 Sensor (second sensor)
Claims (6)
少なくとも出力側のヘリカルギアの歯部側面に配置され同ギアの回転を検出するセンサと、
同センサの出力信号に基づいて、前記出力側のヘリカルギアへ伝達されるトルクを検出するトルク検出手段と、を備え、
前記トルク検出手段が前記センサと前記出力側のヘリカルギアとの距離に基づいて、前記出力側のヘリカルギアへ伝達されるトルクの大きさおよび方向を検出することを特徴とするトルク検出システム。 In the torque detection system that detects the torque transmitted between the input side and output side helical gears,
A sensor that is arranged on at least the tooth side surface of the helical gear on the output side and detects the rotation of the gear;
Torque detecting means for detecting torque transmitted to the helical gear on the output side based on an output signal of the sensor,
The torque detection system, wherein the torque detection means detects the magnitude and direction of torque transmitted to the output-side helical gear based on a distance between the sensor and the output-side helical gear.
前記トルク検出手段は、前記パルス信号の振幅に基づいてトルクの大きさおよび方向を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトルク検出システム。 The output signal of the sensor is a pulse signal having an amplitude corresponding to the distance between the sensor and at least one of the input side and output side helical gears,
The torque detection system according to claim 1, wherein the torque detection unit detects the magnitude and direction of torque based on the amplitude of the pulse signal.
前記入力側の歯車を検出対象歯車とする第１のセンサと、
前記出力側の歯車を検出対象歯車とする第２のセンサと、
前記入力側の歯車と前記出力側の歯車との間で伝達されるトルクを検出するトルク検出手段とを備え、
前記トルク検出手段が、
前記入力側の歯車と前記出力側の歯車の歯の傾きに基づいて、前記入力側の歯車と前記出力側の歯車との間で伝達されるトルクの大きさおよび方向を検出することを特徴とするトルク検出システム。 In the torque detection system for detecting the torque transmitted between the input side gear and the output side gear,
A first sensor having the input side gear as a detection target gear;
A second sensor using the output side gear as a detection target gear;
Torque detecting means for detecting torque transmitted between the input side gear and the output side gear;
The torque detecting means;
Detecting the magnitude and direction of torque transmitted between the input side gear and the output side gear based on the inclination of teeth of the input side gear and the output side gear; Torque detection system.
前記歯の傾きの大きさを、前記第１および第２のセンサの出力信号の位相差から検出し、
前記位相差の方向に基づいて、前記入力側の歯車と前記出力側の歯車との間で伝達されるトルクの方向を検出することを特徴とする請求項４に記載のトルク検出システム。 The torque detecting means includes
The magnitude of the tooth inclination is detected from the phase difference between the output signals of the first and second sensors,
The torque detection system according to claim 4, wherein a direction of torque transmitted between the input side gear and the output side gear is detected based on the phase difference direction.
The phase difference is generated when the teeth of the meshing portion of the input-side gear and the output-side gear are inclined in the rotation direction of the gear according to the magnitude of torque to be transmitted. The torque detection system according to claim 4 or 5.
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