JPH0534220A - トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 - Google Patents
トルクセンサの零点ドリフトの補償装置Info
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- JPH0534220A JPH0534220A JP18796291A JP18796291A JPH0534220A JP H0534220 A JPH0534220 A JP H0534220A JP 18796291 A JP18796291 A JP 18796291A JP 18796291 A JP18796291 A JP 18796291A JP H0534220 A JPH0534220 A JP H0534220A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁歪式トルクセンサにおいて、温度変化にも
とづき発生する零点ドリフトを補償する。 【構成】 トルク伝達軸１の磁気異方性部２、３に対応
して設けられた一対の検出コイル５、６からの互いに逆
特性の信号を演算器22で減算して、トルクセンサの温度
変化にともなう零点ドリフトを含んだトルク検出信号を
得る。一方、前記逆特性の信号を演算器24で加算して、
演算回路25、27により、零点ドリフトの大きさを演算す
る。得られた零点ドリフトの値を、演算器23により前記
トルク検出信号から減算することで、零点ドリフトが補
償されたトルク検出信号が得られる。
とづき発生する零点ドリフトを補償する。 【構成】 トルク伝達軸１の磁気異方性部２、３に対応
して設けられた一対の検出コイル５、６からの互いに逆
特性の信号を演算器22で減算して、トルクセンサの温度
変化にともなう零点ドリフトを含んだトルク検出信号を
得る。一方、前記逆特性の信号を演算器24で加算して、
演算回路25、27により、零点ドリフトの大きさを演算す
る。得られた零点ドリフトの値を、演算器23により前記
トルク検出信号から減算することで、零点ドリフトが補
償されたトルク検出信号が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトルクセンサの零点ドリ
フトの補償装置に関する。
フトの補償装置に関する。
【０００２】
【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、磁歪式のトルクセンサが知ら
れている。この磁歪式のトルクセンサとしては、トルク
伝達軸の外周面に互いに逆方向に傾斜した一対の磁気異
方性部を転造溝などによって形成し、この転造の後に熱
処理やショットピーニンク処理などを施し、かつこれら
磁気異方性部の周囲に励磁コイルと一対の検出コイルと
を設けたものが一般的である。これら励磁コイルや検出
コイルは、ボビンに巻かれたうえでシールド内に収容さ
れる。
さを検出する手段として、磁歪式のトルクセンサが知ら
れている。この磁歪式のトルクセンサとしては、トルク
伝達軸の外周面に互いに逆方向に傾斜した一対の磁気異
方性部を転造溝などによって形成し、この転造の後に熱
処理やショットピーニンク処理などを施し、かつこれら
磁気異方性部の周囲に励磁コイルと一対の検出コイルと
を設けたものが一般的である。これら励磁コイルや検出
コイルは、ボビンに巻かれたうえでシールド内に収容さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種のトルクセンサ
では、センサの周囲温度が変化すると、トルクゼロのと
きの出力すなわち零点出力にドリフトが発生する。その
原因として、両磁気異方性部における軸特性のアンバラ
ンス（転造溝の深さや幅のアンバランス、熱処理のアン
バランス、ショツットピーニングのアンバランスなど）
がある。また両磁気異方性部に対応したシールドのアン
バランスや、ボビン、コイルの特性のアンバランスなど
によっても、零点ドリフトが発生する。
では、センサの周囲温度が変化すると、トルクゼロのと
きの出力すなわち零点出力にドリフトが発生する。その
原因として、両磁気異方性部における軸特性のアンバラ
ンス（転造溝の深さや幅のアンバランス、熱処理のアン
バランス、ショツットピーニングのアンバランスなど）
がある。また両磁気異方性部に対応したシールドのアン
バランスや、ボビン、コイルの特性のアンバランスなど
によっても、零点ドリフトが発生する。
【０００４】エンジンやモータの出力軸のトルクを検出
するときなどにおいては、その検出部が高温になるなど
して温度変化が生じやすく、この温度変化によって上述
のような零点ドリフトが発生するとトルク測定値に誤差
を生じるため、これを補償しなければならないという問
題点がある。
するときなどにおいては、その検出部が高温になるなど
して温度変化が生じやすく、この温度変化によって上述
のような零点ドリフトが発生するとトルク測定値に誤差
を生じるため、これを補償しなければならないという問
題点がある。
【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、磁歪式トルクセンサの温度変化にもとづく零点ドリ
フトを容易に補償できるようにすることを目的とする。
し、磁歪式トルクセンサの温度変化にもとづく零点ドリ
フトを容易に補償できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、トルク伝達軸の外周面に形成された一対の磁
気異方性部と、各磁気異方性部に対応して設けられて、
互いに逆特性の信号を出力可能な一対の検出コイルと、
両検出コイルからの出力信号の差を求めることにより、
トルクセンサの温度変化にともなう零点ドリフトを含ん
だトルク検出信号を演算する手段と、両検出コイルから
の出力信号の和を求めることにより、前記零点ドリフト
に関する信号を処理し、前記トルク検出信号に含まれる
零点ドリフトの大きさを演算する手段と、得られた零点
ドリフトの値を前記トルク検出信号から減算する手段と
を有する構成としたものである。
本発明は、トルク伝達軸の外周面に形成された一対の磁
気異方性部と、各磁気異方性部に対応して設けられて、
互いに逆特性の信号を出力可能な一対の検出コイルと、
両検出コイルからの出力信号の差を求めることにより、
トルクセンサの温度変化にともなう零点ドリフトを含ん
だトルク検出信号を演算する手段と、両検出コイルから
の出力信号の和を求めることにより、前記零点ドリフト
に関する信号を処理し、前記トルク検出信号に含まれる
零点ドリフトの大きさを演算する手段と、得られた零点
ドリフトの値を前記トルク検出信号から減算する手段と
を有する構成としたものである。
【０００７】
【作用】このような構成において、トルクセンサに温度
変化が生じると、それにともなって各検出コイルからの
出力信号に零点ドリフトが含まれることになる。これら
検出コイルからは互いに逆特性の信号が出力されるた
め、その差を求めることにより、零点ドリフトが含まれ
たままのトルク検出信号が得られる。一方、両検出コイ
ルからの出力信号の和を求めると、互いに逆特性のトル
ク検出信号は相殺され、零点ドリフトの大きさのみが得
られる。したがって、この得られた零点ドリフトの値を
上記差の演算値から減ずることで、零点ドリフトが補償
されたトルク検出信号が得られる。
変化が生じると、それにともなって各検出コイルからの
出力信号に零点ドリフトが含まれることになる。これら
検出コイルからは互いに逆特性の信号が出力されるた
め、その差を求めることにより、零点ドリフトが含まれ
たままのトルク検出信号が得られる。一方、両検出コイ
ルからの出力信号の和を求めると、互いに逆特性のトル
ク検出信号は相殺され、零点ドリフトの大きさのみが得
られる。したがって、この得られた零点ドリフトの値を
上記差の演算値から減ずることで、零点ドリフトが補償
されたトルク検出信号が得られる。
【０００８】
【実施例】図１において、１はトルク伝達軸であり、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、３が形成されている。これら磁気異方性部２、
３は、たとえば軸１の周囲に転造溝を機械加工すること
によって形成され、転造後に熱処理やショットピーニン
グ処理が施されて特性の改善が図られる。磁気異方性部
２、３の周囲には、励磁コイル４と、これら各磁気異方
性部２、３に対応して設けられた一対の検出コイル５、
６とが設けられている。両検出コイル５、６は、互いに
逆特性となるように接続されている。これらコイル４、
５、６は、公知のボビンに巻かれたうえでシールド内に
収容されている。励磁コイル４は、この励磁コイル４に
励磁電流を供給するための交流電源７に接続されてい
る。
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、３が形成されている。これら磁気異方性部２、
３は、たとえば軸１の周囲に転造溝を機械加工すること
によって形成され、転造後に熱処理やショットピーニン
グ処理が施されて特性の改善が図られる。磁気異方性部
２、３の周囲には、励磁コイル４と、これら各磁気異方
性部２、３に対応して設けられた一対の検出コイル５、
６とが設けられている。両検出コイル５、６は、互いに
逆特性となるように接続されている。これらコイル４、
５、６は、公知のボビンに巻かれたうえでシールド内に
収容されている。励磁コイル４は、この励磁コイル４に
励磁電流を供給するための交流電源７に接続されてい
る。
【０００９】各検出コイル５、６からの出力ライン８、
９は、それぞれ整流回路10、11、フィルタ12、13および
A/D変換器14、15を介して、演算・記憶回路16に接続さ
れている。この演算・記憶回路16において、17、18は減
算器で、 A/D変換器14、15とオフセット電圧発生回路1
9、20とが接続されている。減算器17の出力側は感度補
正回路21を介して減算器22に接続され、また減算器18の
出力側は直接に減算器22に接続されている。減算器22の
出力側は減算器23に接続されている。
９は、それぞれ整流回路10、11、フィルタ12、13および
A/D変換器14、15を介して、演算・記憶回路16に接続さ
れている。この演算・記憶回路16において、17、18は減
算器で、 A/D変換器14、15とオフセット電圧発生回路1
9、20とが接続されている。減算器17の出力側は感度補
正回路21を介して減算器22に接続され、また減算器18の
出力側は直接に減算器22に接続されている。減算器22の
出力側は減算器23に接続されている。
【００１０】感度補正回路21の出力側は、減算器18の出
力側とともに、加算器24にも接続されている。加算器24
の出力側は、零点ドリフトの演算回路25に接続されてい
る。また演算回路25には、検出コイル５からの検出出力
の温度による零点ドリフトと、検出コイル６からの検出
出力の温度による零点ドリフトとの関係を記憶したメモ
リ26が接続されている。演算回路25の出力側は零点ドリ
フト量の演算回路27に接続され、この演算回路27の出力
側は減算器23に接続されている。
力側とともに、加算器24にも接続されている。加算器24
の出力側は、零点ドリフトの演算回路25に接続されてい
る。また演算回路25には、検出コイル５からの検出出力
の温度による零点ドリフトと、検出コイル６からの検出
出力の温度による零点ドリフトとの関係を記憶したメモ
リ26が接続されている。演算回路25の出力側は零点ドリ
フト量の演算回路27に接続され、この演算回路27の出力
側は減算器23に接続されている。
【００１１】次に、温度変化にともない発生する零点ド
リフトの補償方法について説明する。なお、図１におい
て、整流回路10、11、フィルタ12、13および A/D変換器
14、15の零ドリフトおよびゲインドリフトは、ないもの
とする。また、これら整流回路10、11、フィルタ12、13
および A/D変換器14、15の回路全体のゲインは１に等し
いものとする。すなわち、両検出コイル５、６の出力を
v1、v2とし、また両 A/D変換器14、15の出力をv11 、v
12 として、v11 ＝v1、v12 ＝v2とする。
リフトの補償方法について説明する。なお、図１におい
て、整流回路10、11、フィルタ12、13および A/D変換器
14、15の零ドリフトおよびゲインドリフトは、ないもの
とする。また、これら整流回路10、11、フィルタ12、13
および A/D変換器14、15の回路全体のゲインは１に等し
いものとする。すなわち、両検出コイル５、６の出力を
v1、v2とし、また両 A/D変換器14、15の出力をv11 、v
12 として、v11 ＝v1、v12 ＝v2とする。
【００１２】いま、軸１にトルクＴが作用しているとす
ると、両検出コイル５、６が逆特性に接続されているこ
とから、 v1＝ v10 ＋ k1 Ｔ ＋ β1 ………（１) v2＝ v20 − k2 Ｔ ＋ β2 ………（２) となる。ここで、v10 、v20 はオフセット電圧で、検出
コイル５、６を励磁することによるトルクゼロのときの
v1、v2の値である。k1、k2は、トルクに対するv1、v2の
感度である。またβ1 、β2 は、温度によるv1、v2のド
リフトである。v1 0 、v20 、k1、k2、β1 、β2 の値
は、図１のトルクセンサの特性を計測することによって
求めることができるため、これらの値をあらかじめ本装
置内の記憶回路に記憶させておく。
ると、両検出コイル５、６が逆特性に接続されているこ
とから、 v1＝ v10 ＋ k1 Ｔ ＋ β1 ………（１) v2＝ v20 − k2 Ｔ ＋ β2 ………（２) となる。ここで、v10 、v20 はオフセット電圧で、検出
コイル５、６を励磁することによるトルクゼロのときの
v1、v2の値である。k1、k2は、トルクに対するv1、v2の
感度である。またβ1 、β2 は、温度によるv1、v2のド
リフトである。v1 0 、v20 、k1、k2、β1 、β2 の値
は、図１のトルクセンサの特性を計測することによって
求めることができるため、これらの値をあらかじめ本装
置内の記憶回路に記憶させておく。
【００１３】次にk1、k2の特性計測結果から、k1α＝k2
となるようにαを定める。このαは、検出コイル５側と
検出コイル６側とでトルクに対する感度が等しくなるよ
うに補正するための係数で、感度補正回路21のゲインと
して用いられる。
となるようにαを定める。このαは、検出コイル５側と
検出コイル６側とでトルクに対する感度が等しくなるよ
うに補正するための係数で、感度補正回路21のゲインと
して用いられる。
【００１４】温度ドリフトβ1 とβ2 との関係を示す
と、図２のようになる。図示のように両者の関係は直線
的となり、A1、A2を定数として、 β2 ＝ A1β1 ＋ A2 ………（３） で表される。温度変化が生じたときのβ1 とβ2 とを測
定することでA1、A2の値を求めることができるので、そ
の値とともに（３）式をメモリ26に記憶させておく。
と、図２のようになる。図示のように両者の関係は直線
的となり、A1、A2を定数として、 β2 ＝ A1β1 ＋ A2 ………（３） で表される。温度変化が生じたときのβ1 とβ2 とを測
定することでA1、A2の値を求めることができるので、そ
の値とともに（３）式をメモリ26に記憶させておく。
【００１５】軸１にトルクＴが作用しているときの両 A
/D変換器14、15の出力v11 、v12 は、前述のように
（１）（２）式で表され、これらが減算器17、18に入力
される。出力v11 は、減算器17でオフセット電圧v10 が
減じられたあとで感度補正回路21で係数αが乗算され、
その演算結果の電圧V1の値が減算器22および加算器24に
入力される。一方、出力v12 は、減算器18でオフセット
電圧v20 が減じられ、その演算結果の電圧V2の値が減算
器22および加算器24に入力される。
/D変換器14、15の出力v11 、v12 は、前述のように
（１）（２）式で表され、これらが減算器17、18に入力
される。出力v11 は、減算器17でオフセット電圧v10 が
減じられたあとで感度補正回路21で係数αが乗算され、
その演算結果の電圧V1の値が減算器22および加算器24に
入力される。一方、出力v12 は、減算器18でオフセット
電圧v20 が減じられ、その演算結果の電圧V2の値が減算
器22および加算器24に入力される。
【００１６】以上より、減算器22の出力V1−V2は、次式
のようになる。 (V1−V2) ＝ ((v10＋k1Ｔ＋β1)−v10)α−((v20 −k2Ｔ＋β2)−v20) ＝ (k1α＋k2) Ｔ ＋ ( β1 α−β2) ………（４） この（４）式の第１項はトルク測定値を表し、また第２
項は温度変化にもとづく零点ドリフトを表している。一
方、加算器24の出力V1＋V2は、次のようになる。
のようになる。 (V1−V2) ＝ ((v10＋k1Ｔ＋β1)−v10)α−((v20 −k2Ｔ＋β2)−v20) ＝ (k1α＋k2) Ｔ ＋ ( β1 α−β2) ………（４） この（４）式の第１項はトルク測定値を表し、また第２
項は温度変化にもとづく零点ドリフトを表している。一
方、加算器24の出力V1＋V2は、次のようになる。
【００１７】 (V1＋V2) ＝ ((v10＋k1Ｔ＋β1)−v10)α＋((v20 −k2Ｔ＋β2)−v20) ＝ (k1α−k2) Ｔ ＋ ( β1 α＋β2) ＝ β1 α＋β2 ………（５） （３）式で示すようにβ1 とβ2 との関係が既知であ
り、しかもそれがメモリ26に記憶されているため、これ
を演算回路25へ読み出し、（５）式を用いてβ1 、β2
の値を演算する。
り、しかもそれがメモリ26に記憶されているため、これ
を演算回路25へ読み出し、（５）式を用いてβ1 、β2
の値を演算する。
【００１８】そして演算回路27で（４）式の零点ドリフ
ト量（β1 α−β2)を演算し、この値を減算器23におい
て (V1−V2) 値から減算すれば、零点ドリフト量を補償
した正しいトルク値が出力されることになる。
ト量（β1 α−β2)を演算し、この値を減算器23におい
て (V1−V2) 値から減算すれば、零点ドリフト量を補償
した正しいトルク値が出力されることになる。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、互い
に逆特性の信号を出力可能な一対の検出コイルからの出
力信号の和を求めて、トルク検出信号の相殺された零点
ドリフトの大きさを演算し、得られた零点ドリフトの値
を、トルク検出信号と零点ドリフトとを含む前記出力信
号の差の値から減ずるものであるため、トルクセンサの
温度変化にもとづく零点ドリフトを補償した正確なトル
ク検出信号を得ることができる。
に逆特性の信号を出力可能な一対の検出コイルからの出
力信号の和を求めて、トルク検出信号の相殺された零点
ドリフトの大きさを演算し、得られた零点ドリフトの値
を、トルク検出信号と零点ドリフトとを含む前記出力信
号の差の値から減ずるものであるため、トルクセンサの
温度変化にもとづく零点ドリフトを補償した正確なトル
ク検出信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のトルクセンサの零点ドリフ
トの補償装置の回路図である。
トの補償装置の回路図である。
【図２】図１における各検出コイルの零点ドリフトどう
しの関係を示す図である。
しの関係を示す図である。
１ トルク伝達軸 ２ 磁気異方性部 ３ 磁気異方性部 ５ 検出コイル ６ 検出コイル ８ 出力ライン ９ 出力ライン 22 減算器 23 減算器 24 加算器 25 演算回路 26 メモリ 27 演算回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 トルク伝達軸の外周面に形成された一対
の磁気異方性部と、各磁気異方性部に対応して設けられ
て、互いに逆特性の信号を出力可能な一対の検出コイル
と、両検出コイルからの出力信号の差を求めることによ
り、トルクセンサの温度変化にともなう零点ドリフトを
含んだトルク検出信号を演算する手段と、両検出コイル
からの出力信号の和を求めることにより、前記零点ドリ
フトに関する信号を処理し、前記トルク検出信号に含ま
れる零点ドリフトの大きさを演算する手段と、得られた
零点ドリフトの値を前記トルク検出信号から減算する手
段とを有することを特徴とするトルクセンサの零点ドリ
フトの補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18796291A JPH0534220A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18796291A JPH0534220A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534220A true JPH0534220A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16215208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18796291A Pending JPH0534220A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534220A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012176358A1 (ja) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置及び電動パワーステアリング装置 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP18796291A patent/JPH0534220A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012176358A1 (ja) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置及び電動パワーステアリング装置 |
| JP5454691B2 (ja) * | 2011-06-21 | 2014-03-26 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置及び電動パワーステアリング装置 |
| US9248853B2 (en) | 2011-06-21 | 2016-02-02 | Nsk, Ltd. | Abnormality diagnosing method for torque detecting device and electric power steering device |
| US9254863B2 (en) | 2011-06-21 | 2016-02-09 | Nsk Ltd. | Torque detecting device and electric power steering device |
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