JPH06102112A - トルクセンサの異常検出方法 - Google Patents

トルクセンサの異常検出方法

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JPH06102112A
JPH06102112A JP27661692A JP27661692A JPH06102112A JP H06102112 A JPH06102112 A JP H06102112A JP 27661692 A JP27661692 A JP 27661692A JP 27661692 A JP27661692 A JP 27661692A JP H06102112 A JPH06102112 A JP H06102112A
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JP
Japan
Prior art keywords
torque sensor
abnormality
output voltage
torque
power supply
Prior art date
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Pending
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JP27661692A
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English (en)
Inventor
Susumu Masutomi
将 増富
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクセンサが正常に機能しているか否かを
正確に判定する。 【構成】 入力トルクに応じてインダクタンスが変化す
るコイル20とコンデンサ22と抵抗器24と交流電源
26とを含む共振回路28を有し、一定の電源周波数に
於ける共振回路の出力電圧を検出トルクとして出力する
よう構成されたトルクセンサの異常検出方法。交流電源
の周波数をある範囲内にて変化させてその場合の出力電
圧を検出し、出力電圧が所定の範囲を越えるときにはト
ルクセンサの異常と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の車輌
の電動式パワーステアリング装置の制御系等に組込まれ
るトルクセンサに係り、更に詳細にはトルクセンサの異
常検出方法に係る。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車輌の電動式パワーステアリ
ング装置は、例えば特開昭58−8467号公報に記載
されている如く、ステアリングシャフトに組込まれたト
ルクセンサにより操舵トルクを検出し、検出された操舵
トルクに応じてモータを駆動することにより所要の操舵
アシスト力を発生しパワーアシストを行うようになって
いる。
【0003】かかる電動式パワーステアリング装置に使
用されるトルクセンサは、一般に、図5に示されている
如く、トーションバー10により互いに連結されたアッ
パシャフト12及びロアシャフト14の端部にそれぞれ
一体的に固定されたアッパコアリング16及びロアコア
リング18と、これらのコアリングの周りに設けられた
コイル20とを含んでいる。運転者の操舵操作により発
生される操舵トルクは二つのコアリングの相対回転変位
に比例し、二つのコアリングの相対回転変位によりこれ
らのコアリングの間の磁気抵抗が変化しコイルのインダ
クタンスが変化するようになっている。
【0004】図6に示されている如く、コイル20はコ
ンデンサ22、抵抗器24、交流電源26と共働して共
振回路28を構成しており、その電圧が増幅器30によ
り増幅され出力電圧として出力されるようになってい
る。周知の如く、コイルのインダクタンスをLとしコン
デンサの容量をCとすると、共振回路の出力電圧Vは図
7に示されている如く1/(2π(LC)1/2 )を共振
周波数とする共振カーブを描く。共振カーブは図7に於
て破線及び一点鎖線にて示されている如くコイルのイン
ダクタンスLの変化に応じて変化し、従って二つのコア
リングの相対回転変位に応じて変化するので、トルクセ
ンサは電源周波数fo に於ける出力電圧Vを検出された
操舵トルクとして出力するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電動式パワーステアリ
ング装置は上述の如くトルクセンサにより検出された操
舵トルクに応じてモータを駆動することにより所要の操
舵アシスト力を発生するようになっているので、適正な
パワーアシストを行うためにはトルクセンサが正常に機
能し操舵トルクを正確に検出していることが前提とな
る。
【0006】しかるに上述の如き従来の電動式パワース
テアリング装置に於ては、トルクセンサが正常に機能し
ているか否かを判定する手段が設けられていないため、
適正なパワーアシストが行われているか否かを判定する
ことができず、そのためトルクセンサに異常が生じた場
合にもアシスト制御を中止してパワーステアリング装置
をマニュアルステアリング装置として作動させることが
できない。
【0007】本発明は、従来の電動式パワーステアリン
グ装置に於ける上述の如き問題に鑑み、トルクセンサが
正常に機能しているか否かを正確に判定することのでき
るトルクセンサの異常検出方法を提供することを目的と
している。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、入力トルクに応じてインダクタンスが変化
するコイルとコンデンサと抵抗器と交流電源とを含む共
振回路を有し、一定の電源周波数に於ける前記共振回路
の出力電圧を検出トルクとして出力するよう構成された
トルクセンサの異常検出方法にして、前記交流電源の周
波数を設定範囲内にて変化させると共に前記出力電圧を
検出し、前記出力電圧が所定の範囲を越えるときには前
記トルクセンサの異常と判定することを特徴とするトル
クセンサの異常検出方法によって達成される。
【0009】
【作用】入力トルクに応じてインダクタンスが変化する
コイルとコンデンサと抵抗器と交流電源とを含む共振回
路を有し、一定の電源周波数に於ける共振回路の出力電
圧を検出トルクとして出力するよう構成されたトルクセ
ンサに於ては、それが正常に機能している場合には交流
電源の周波数をある範囲内にて変化させると共振回路の
出力電圧は所定の範囲にて変化する。
【0010】即ち図2に於て、実線、破線、一点鎖線を
それぞれ入力トルクが0の場合、一方の回転方向(例え
ば右旋回方向)の入力トルクが最大の場合、他方の回転
方向(例えば左旋回方向)の入力トルクが最大の場合の
共振カーブとすると、交流電源の周波数fが実線の共振
カーブの共振周波数f2 を中心にf1 よりf3 まで変化
されると、共振回路の出力電圧Vは入力トルクの如何に
拘らず図2に於て縦線が施された範囲内にて変化する。
例えば電源周波数がf1 又はf3 の場合には出力電圧V
はVd 以上且Vc 以下の値になり、電源周波数がf2
場合には出力電圧VはVb 以上且Va 以下の値になる。
【0011】これに対しコイルの断線やショート、共振
回路の他の素子の異常の如く入力トルクに応じて共振カ
ーブが正常に変化しない事態が発生すると、共振回路の
出力電圧Vは図2に於て縦線が施された範囲外の値にな
り、従って電源周波数が設定範囲内にて変化される場合
に於ける共振回路の出力電圧が所定の範囲内にあるか否
かを判別することにより、トルクセンサに異常が生じた
か否かを判定することができる。
【0012】本発明の方法によれば、交流電源の周波数
が設定範囲内にて変化されると共に共振回路の出力電圧
が検出され、出力電圧が所定の範囲を越えるときにはト
ルクセンサの異常と判定されるので、コイルの断線やシ
ョート、共振回路の他の素子の異常の如きトルクセンサ
の異常が確実に検出される。
【0013】
【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
【0014】図1は本発明によるトルクセンサの異常検
出方法に従って操舵トルクセンサの異常を検出するよう
構成されたトルクセンサ異常検出装置の一つの実施例を
示すブロック線図である。尚図1に於て、図6に示され
た部材に対応する部材には図6に於て付された符号と同
一の符号が付されている。
【0015】図1に於て、符号28は図5に示されたト
ルク検出部に設けられたコイル20とコンデンサ22と
抵抗器24と交流電源26とよりなる共振回路を示して
おり、この共振回路の電圧は増幅器30により増幅され
検出トルクとしてマイクロコンピュータ32へ出力され
るようになっている。マイクロコンピュータ32はトル
クセンサが図示の実施例の如く電動式パワーステアリン
グ装置の操舵トルクセンサである場合には、トルクセン
サにより検出される操舵トルクに応じてモータ34を制
御することにより操舵アシスト力を制御するパワーステ
アリング装置の制御装置であってよい。
【0016】図1には示されていないが、マイクロコン
ピュータ32は中央処理ユニット(CPU)と、リード
オンリメモリ(ROM)と、ランダムアクセスメモリ
(RAM)と、入出力ポート装置とを有し、これらは双
方向性のコモンバスにより互いに接続されている。RO
Mは図3に示された異常検出プログラム及び図4に示さ
れたグラフに対応するマップを記憶している。尚図4に
於て、Vmin 及びVmaxは図2に於て縦線が施された範
囲の下限及び上限に対応している。
【0017】後に詳細に説明する如く、マイクロコンピ
ュータ32はトルクセンサの異常検出時には交流電源2
6に対しその周波数を変化させる指令信号を出力し、そ
の際共振回路28より増幅器30を経て入力される出力
信号の電圧が所定の範囲を越えるときにはトルクセンサ
の異常と判定して警報ランプ36を点灯するようになっ
ている。
【0018】次に図3に示されたフローチャートを参照
して上述の如く構成された異常検出装置の作動について
説明する。尚図3に示されたフローチャートによるトル
クセンサの異常検出ルーチンは所定時間毎に割込みによ
り実行される。
【0019】まず最初のステップ10に於ては交流電源
26の周波数fがその変化範囲の最小値f1 に設定さ
れ、ステップ20に於ては図4に示されたグラフに対応
するマップよりステップ10又は後述のステップ70に
於て設定された電源周波数に対応すする共振回路の出力
電圧の最小値Vmin 及び最大値Vmax が演算され、ステ
ップ30に於てはステップ10又はステップ70に於て
設定された周波数の指令信号が交流電源26へ出力され
る。
【0020】ステップ40に於ては共振回路28より増
幅器30を経て入力される出力電圧Vの読込みが行わ
れ、ステップ50に於ては出力電圧Vが最大値Vmax 以
下であるか否かの判別が行われ、V≦Vmax ではない旨
の判別、即ち出力電圧が所定の範囲を越えている旨の判
別が行われたときにはステップ90に於て警報ランプ3
6が点灯され、V≦Vmax である旨の判別が行われたと
きにはステップ60へ進む。
【0021】ステップ60に於ては出力電圧Vが最小値
Vmin 以上であるか否かの判別が行われ、V≧Vmin で
はない旨の判別、即ち出力電圧が所定の範囲を越えてい
る旨の判別が行われたときにはステップ90に於て警報
ランプが点灯され、V≧Vmin である旨の判別が行われ
たときにはステップ70に於て電源周波数fがΔf(正
の定数)インクリメントされ、ステップ80に於て電源
周波数fがその変化範囲の最大値f3 以上であるか否か
の判別が行われる。f≧f3 ではない旨の判別が行われ
たときにはステップ20へ戻り、f≧f3 である旨の判
別が行われたときには図3に示された異常検出ルーチン
を終了する。
【0022】かくして図示の実施例によれば、ステップ
30、70、80が繰返し実行されることにより電源周
波数fがf1 よりf3 まで変化され、その際の出力電圧
Vがステップ40に於て読込まれ、ステップ50及び6
0に於て出力電圧Vが電源周波数により定まる所定の範
囲Vmin 〜Vmax 内にあるか否かが判別される。
【0023】トルクセンサが正常に機能している場合に
は、ステップ50及び60に於てイエスの判別が行われ
警報ランプは点灯されないのに対し、トルクセンサに異
常が生じるとステップ50又はステップ60に於てノー
の判別が行われ、ステップ90に於て警報ランプ36が
点灯され、これによりトルクセンサの異常が確実に検出
される。
【0024】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例
が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0025】例えば本発明によるトルクセンサの異常検
出方法は上述の実施例の如く電動式パワーステアリング
装置に組込まれた操舵トルクセンサの異常検出の用途に
限定されるものではなく、入力トルクに応じてインダク
タンスが変化するコイルとコンデンサと抵抗器と交流電
源とを含む共振回路を有し、一定の電源周波数に於ける
共振回路の出力電圧を検出トルクとして出力するよう構
成されている限り任意のトルクセンサに対し適用されて
よいものである。
【0026】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明の方法によれば、交流電源の周波数が設定範囲内にて
変化されると共に共振回路の出力電圧が検出され、出力
電圧が所定の範囲を越えるときにはトルクセンサの異常
と判定されるので、コイルの断線やショート、共振回路
の他の素子の異常の如きトルクセンサの異常を確実に検
出することができる。
【0027】また本発明の方法によれば、トルクセンサ
に入力トルクが与えられた状態に於てもその異常を検出
することができるので、トルクセンサに異常が生じたか
否かの判定を高頻度にて行うことができ、これによりト
ルクセンサに異常が生じた場合には即座にその異常を検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるトルクセンサの異常検出方法に従
って操舵トルクセンサの異常を検出するよう構成された
トルクセンサ異常検出装置の一つの実施例を示すブロッ
ク線図である。
【図2】本発明によるトルクセンサの異常検出方法に於
ける異常判定原理を示す説明図である。
【図3】図1に示されたトルクセンサ異常検出装置の異
常検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図4】電源周波数fの変化範囲とトルクセンサの出力
電圧Vの最大値Vmax 及び最小値Vmin との間の関係を
示すグラフである。
【図5】トルクセンサのトルク検出部の構造を一部破断
して示す斜視図である。
【図6】トルクセンサの共振回路を示すブロック線図で
ある。
【図7】従来のトルクセンサのトルク検出原理を示す図
である。
【符号の説明】
20…コイル 22…コンデンサ 24…抵抗器 26…交流電源 28…共振回路 32…マイクロコンピュータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力トルクに応じてインダクタンスが変化
    するコイルとコンデンサと抵抗器と交流電源とを含む共
    振回路を有し、一定の電源周波数に於ける前記共振回路
    の出力電圧を検出トルクとして出力するよう構成された
    トルクセンサの異常検出方法にして、前記交流電源の周
    波数を設定範囲内にて変化させると共に前記出力電圧を
    検出し、前記出力電圧が所定の範囲を越えるときには前
    記トルクセンサの異常と判定することを特徴とするトル
    クセンサの異常検出方法。
JP27661692A 1992-09-21 1992-09-21 トルクセンサの異常検出方法 Pending JPH06102112A (ja)

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JP (1) JPH06102112A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811695A (en) * 1996-07-22 1998-09-22 Nsk Ltd. Torque sensor
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