JPH0420826A - トルクセンサの温度特性補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ２゜ ３゜ 産業上の利用分野 本発明はトルクセンサの温度特性補償回路に関する。

従来の技術 トルク伝達軸に印加されるトルクの大きさを検出する手
段として、従来から、第２図に示されるような磁歪式ト
ルクセンサが、友とえば特許第１６９３２６号明細書な
どによって知られている。この第２図において、ｌはト
ルク伝運騙であり、その外周面には、互いに逆方向に傾
斜した一対の磁気異方性部２．２が形成されている。磁
気異方性部２．２の周囲には励磁コイル３と一対の検出
コイル４゜４とが設けられ、励磁コイル３には交流式の
励磁電源５が接続されている。６．６は、各検出コイル
４．４に対応した検出端である。

このような構成において、軸ｌにトルクが印加されると
、その大きさに応じて磁気異方性部２゜２の透磁率が変
化する。一方、検出コイル４．４は、励磁コイル３によ
って励磁されるが、上記透磁率の変化に応じた検出信号
をそれぞれ検出端６゜６に出力する。したがって１両検
出端６．６に現われる検出信号の差をとることで、印加
トルクの大きさに応じた出力信号が得られる。

ところで、このような磁歪式トルクセンサの零点および
感度の温度特性は、軸１の材質、磁気異方性部２０表面
加工方法、励磁Ｗ源５および励磁コイル３の励磁周波数
などによって影響を受ける。

このため従来のトルクセンサでは、サーミスタなどの温
度センサをトルクセンサに組み込んでその周囲温度を検
出することで、その温度特性を補償することが行われて
いる。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような従来のものでは、軸１の温度と周囲
温度との間の時間遅れなどによって軸１の温度を正しく
検出することができず、したがって温度特性を正確に補
償することができないという問題点がめる。

そこで本発明はこのような問題点を解決し、トルクセン
サ自体の温度を正しく検出して、その零点および感度の
温度特性を正確に補償できるようにすることを目的とす
る。

課題を解決するための手段 上記目的を達成する九め本発明は、 両検出コイルからの検出信号の和とこの和の基準値とを
比較することによってトルクセンサの温度を検出する手
段と、 検出された温度値にもとづいて、前記両検出コイルから
の検出信号の差に温度補償信Ｊｉｊ−を付与する手段と
、 を設は之構成としたものである。

作用 このような構成において１両検出コイルからの検出信号
は、トルクゼロのときの信号成分とトルクが加わったと
きの信号成分とが重なり合ったものとなる。ここで１両
検出信号におσるトルクゼロのときの信号成分はその正
負が一致するのに対し、トルクが加わつ−たときの信号
成分は、両者の正負が反対になる。このため、トルクが
加わったときの信号成分の絶対値が等しくなるように両
検出コイルを構成すれば、両検出信号の和はトルク印加
の有無にかかわらず一定になる。

したがって両検出信号の和は、トルクセンサの温度によ
ってのみ変化することになり、この和をその基準値と比
較することで、トルクセンサの温度を検出することがで
きる。

この温度が検出できれば、それにもとづいて検出信号の
差に温度補償信号を付与することで、センサの零点およ
び感度の温度特性が正確に補償される。

冥施例 以下、本発明の一実施例を、第１図にもとづき、第２図
に示したものと同一の部材には同一の参照番号を付して
、詳細に説明する。

第１図において両検出コイ／Ｌ／４．４には交流の検出
信号Ｖ４．’ｆ２が電圧の形で現われるが、これら検出
コイル４．４には整流回路７．７とフィルタ８．８とが
それぞれ直列に接続され、フィルタ８゜８に直流電圧出
力Ｖ＋　、　Ｖ２が現われるようにされている、両フィ
ルタ８．８は加え合わせ点９と差し引き点１０とに接続
され、加え合わせ点９には、（Ｖ１＋Ｖ２）の基準電圧
を発生させる基準電圧発生回絡工１がその出力信号を差
し引くように接続されている。加え合わせ点９は、温度
特性補償電圧発生回路１２に接続されている。差し引き
点ＩＯにはざらに別の差し引き、り１３が接続され、こ
の差し引き点１３には、温度特性補償電圧発生回路１２
からの零点補償電圧Ｖｃｚが供給される。ま九差し引き
、り１３には感度補償回路１４が接続され、この感度補
償回路１４にはｍ、度持性補償電圧発生回路１２からの
感度補償電圧ＶＣ５が供給される。

このような構成において、励ａｔ源５により励磁電圧一
定の励磁を行うと、検出コイＡ／４．４には電圧の形で
検出信号ｖ４．ｖ２が現われ、またフィルタ８．８には
直流電圧出力Ｖ＋　、Ｖ２が現われる。

いま、ＶＨ、Ｖ２を軸ｌにトルクが作用していないとき
の出力とすると、これらの［Ｖｌｌ　Ｖ２はその正負が
一致する。軸ｌにトルクが加わると、これら出力はそれ
ぞれＶ、十ΔＶ１．Ｖ２−Δｖ２に変化する。

この変化時の信号成分子△ｖ７．−Δｖ２は、その正負
が逆になる。

このとき、Ｖ、＃Ｖ２となるように両検出コイル４゜４
を構成すると、Δｖ１＃Δｖ２とすることができる。

これにより、（ｖ、＋ｖ２）　したがって（ｖｓ＋ｖｚ
）は。

トルク印加の有無にかかわらずほぼ一定となり、トルク
センサの温度によって変化する。すなわち。

加え合わせ点９において、この検出信号の和（Ｖ１＋Ｖ
２　）と、基準電圧発生回路１１からのこの和（ＶＩ＋
Ｖ２）の基準値とを比較すれば、励磁電圧一定の励磁を
行つ友ときに両検出コイル４，４の出力電圧がほぼ一定
の温度特性をもつことから、トルクセンサ自体の温度を
検出することができる。この温度の検出信号は、環２合
わせ点９から温度特性補償電圧発生回路１２へ送られる
。

なお、（ｖＩ＋　ｖ２）値の温度による変化は、ＪＩＳ
のＳＮＣＭ　８１５材を軸１の材料として使用し、かつ
これに過当な熱処理および軸表面層強化法であるショッ
トピーニング処理を施したときには、励磁周波数５０Ｋ
Ｈｚで−８０〜−１００ｐｐｎ　／”Ｃ程度である。

差し引き点１０では検出信号の差（Ｖｌ−Ｖ２）が求め
られる。差し引き点１３には、検出温度にもとづく零点
補償電圧Ｖｃｚが補償電圧発生回路１２から供給されて
おり、この零点補償電圧Ｖｃｚにより零点の温度特性が
補償された信号（Ｖｌ−Ｖ２−　Ｖｃｚ）が感度補償回
路１４へ供給される。

感度補償回路１４には、検出温度にもとづく感度補償電
圧Ｖｃｚが補償電圧発生回路１２から供給される。これ
により、感度補償回路１４では、感度補償電圧ＶＣ８に
対応した感度補償係数Ｋｓが、差し引き点１３からの信
号（ｙ＋　−Ｖ２−ＶＣ３）に掛は算される。

そｔ、テ、ソノ槓（Ｖｌ−Ｖ２−ＶＣ！３　）　−Ｋｓ
が、零点および感度の温度特性を補償し九トルク検出信
号として、感度補償回路１４から出力される。

発明の効果 以上述べ念ように本発明によると、両検出コイルの検出
信号の和からトルクセンサ自体の温度を正しく検出する
ことができるため、トルクセンサの零点および感度の温
度時１！１１１１：を正確に補償することができ、もっ
て温度ドリフトの小さいトルクセンサを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のトルクセンサの温度特性補
償回路の回路図、第２図は従来の磁歪式トルクセンサの
回路図である。 ｌ・・・トルク伝達軸、２・−・磁気異方性部、４・・
・検出コイル、９・・・加え合わせ、蛾、１０．１３・
・・差し引き点、１１・・・基準電圧発生回路、１２・
・・温度特性補償電圧発生回路、工４・・・感度補償回
路。 代理人　　　　　森　　　本　　　義　　　弘第 Ｖｌ−Ｖｚ　−ＶＣｚ ４　　検出、コＡｌし ？　ｂΩえ番わぜ、← ｔｏ、Ｂ　　　ｘＬ　（１？　、＠ 纂Ｌ＠４１目発 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トルク伝達軸の外周面に一対の磁気異方性部を形成
   するとともに、この磁気異方性部の周囲に、前記トルク
   伝達軸に印加されるトルクの大小に応じた信号を出力可
   能な一対の検出コイルを配置して、両検出コイルからの
   検出信号の差にもとづいて前記トルクの大きさを測定す
   るようにした磁歪式のトルクセンサにおいて、前記両検
   出コイルからの検出信号の和とこの和の基準値とを比較
   することによつてトルクセンサの回路を検出する手段と
   、 検出された温度値にもとづいて、前記両検出コイルから
   の検出信号の差に温度補償信号を付与する手段と、 を設けたことを特徴とするトルクセンサの温度特性補償
   回路。