KR19980078163A - Torque sensor of vehicle steering - Google Patents

Torque sensor of vehicle steering Download PDF

Info

Publication number
KR19980078163A
KR19980078163A KR1019970015601A KR19970015601A KR19980078163A KR 19980078163 A KR19980078163 A KR 19980078163A KR 1019970015601 A KR1019970015601 A KR 1019970015601A KR 19970015601 A KR19970015601 A KR 19970015601A KR 19980078163 A KR19980078163 A KR 19980078163A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
detection ring
column
output
torque sensor
coil
Prior art date
Application number
KR1019970015601A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100226633B1 (en
Inventor
안광호
Original Assignee
오상수
만도기계 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오상수, 만도기계 주식회사 filed Critical 오상수
Priority to KR1019970015601A priority Critical patent/KR100226633B1/en
Priority to JP9336169A priority patent/JPH10300595A/en
Publication of KR19980078163A publication Critical patent/KR19980078163A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100226633B1 publication Critical patent/KR100226633B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30Sensors
    • B60Y2400/307Torque sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

본 발명은 전자 유도 방식 토오크 센서에 있어서, 부품수를 감소하여 소형화 및 경량화를 이룰수 있도록 한 차량용 조향장치의 토오크센서에 관한 것으로, 토션바를 개재하여 연결된 두개의 축의 한쪽에 고정 설치한 제1자성체의 원통과 다른쪽축에 고정 설치한 제2자성체의 원통을 설치하고 각각의 제1,제2자성체의 치부가 서로 대향하고, 두개의 치부가 서로 일정범위내에서 대향하도록 회전범위를 규제하는 장치를 가지는 토오크 센서를 제공하며, 오프셋을 발진기, 증폭기, 전류변환기에 추가하여 별도의 클램프를 사용하지 않도록 함은 물론 쇼트, 오픈, 노멀등의 센서상태를 감시할 수 있는 신호를 얻어낼 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a torque sensor of a vehicular steering device in which an electromagnetic induction torque sensor can be miniaturized and reduced in weight by reducing the number of parts, and the first magnetic body fixedly installed on one side of two shafts connected via a torsion bar. A device is provided in which a cylinder of a second magnetic body fixedly installed on a cylinder and the other shaft is provided, and teeth of each of the first and second magnetic bodies face each other, and two teeth face each other within a certain range to regulate the rotation range. Torque sensors are provided, and offsets are added to the oscillator, amplifier, and current converter so that separate clamps are not used, as well as signals for monitoring the sensor status such as short, open, and normal.

Description

차량용 조향장치의 토오크 센서Torque sensor of vehicle steering

본 발명은 차량용 조향장치에 관한 것으로, 특히 전자 유도 방식 토오크 센서에 있어서 부품수를 감소하여 소형화 및 경량화를 이룰수 있도록 한 차량용 조향장치의 토오크센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle steering apparatus, and more particularly, to a torque sensor of a vehicle steering apparatus which can achieve miniaturization and light weight by reducing the number of parts in an electromagnetic induction type torque sensor.

일반적으로 자동차는 주행중 또는 정지시에 조향핸들을 회전시킴에 따라 노면과 접촉하고 있는 바퀴도 회전하여 조향되는데, 바퀴와 노면사이에는 마찰력이 작동하고 있어서 동력전달 과정중의 손실에 의해 조향핸들의 회전각도만큼 바퀴가 회전되지 않는다.In general, as the steering wheel is rotated while driving or stopping, the wheel that is in contact with the road surface is also steered. The friction force is operated between the wheel and the road surface, and the steering wheel is rotated due to the loss during the power transmission process. The wheels do not rotate by the angle.

따라서 이를 측정하여 보상하기 위한 수단이 필요한데, 이러한 기능을 하는 것이토오크센서이다.Therefore, a means for measuring and compensating for this is needed, which is a torque sensor.

즉, 토오크센서를 통해 조향핸들의 회전각도와 바퀴의 회전각도 사이의 회전각도 편차를 측정하고, 측정된 편차만큼 별개의 동력수단으로 바퀴를 회전시킴으로써 차량을 진행시키고자 하는 방향으로 안전하게 조향하게 된다.That is, the torque sensor measures the deviation of the rotation angle between the steering angle of the steering wheel and the rotation angle of the wheel by the torque sensor, and safely steers in the direction to advance the vehicle by rotating the wheel by a separate power means by the measured deviation. .

이러한 기능을 하는 차량용 조향장치의 토오크센서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 일측단이 조향핸들(10)과 결합된 입력칼럼(20)과 일측단이 바퀴측과 결합된 출력칼럼(30)이 마련되고, 이 입력칼럼(20)과 출력칼럼(30)을 연결하며 조향정도에 따라 비틀림되는 토션바(Tosion Bar)(40)가 마련된다.The torque sensor of the vehicle steering apparatus having such a function has an input column 20 having one side coupled to the steering wheel 10 and an output column 30 coupled to one side of the wheel as shown in FIGS. 1 and 2. ) Is provided, and a torsion bar 40 which connects the input column 20 and the output column 30 and is twisted according to the steering degree is provided.

즉, 토션바(40)의 일단부가 입력칼럼(20)의 타단부와 결합되고 이의 타단부는 출력칼럼(30)의 타단부와 결합되어 있다.That is, one end of the torsion bar 40 is coupled to the other end of the input column 20 and the other end thereof is coupled to the other end of the output column 30.

그리고 입력칼럼(20)과 출력칼럼(30)의 타단부사이에는 자성체로 이루어진 3개의 검출링(50)이 일정간격 이격되게 구성되어 있는데 제 1 검출링(51)은 조향핸들(10)측의 입력칼럼(20)외주면에 결합되어 조향핸들(10)과 동일한 각도로 회전운동하며, 제 2 검출링(52)은 토션바(40)의 중심부 외주면, 그리고 제 3 검출링(53)은 바퀴(미도시)측에 연계된 출력칼럼(30)의 타단부 외주면에 결합되어 이들은 바퀴(미도시)와 거의 동일한 각도로 회전운동한다.And between the other end of the input column 20 and the output column 30 is composed of three detection rings 50 made of a magnetic material spaced apart at regular intervals, the first detection ring 51 is the steering wheel 10 side It is coupled to the outer peripheral surface of the input column 20 and rotates at the same angle as the steering wheel 10, the second detection ring 52 is the outer peripheral surface of the center of the torsion bar 40, and the third detection ring 53 is a wheel ( Coupled to the outer circumferential surface of the other end of the output column 30 associated with the side (not shown), they rotate in approximately the same angle as the wheel (not shown).

이때, 제 1 검출링(51)의 일면, 즉 제 2 검출링(52)과 대향하는 면에는 요철로 이루어진 치(齒)부(51a)가 형성되어 있으며, 제 2 검출링(52)과 제 3 검출링(53)의 서로 대향하는 면에도 역시 치부(52a, 53a)가 각각 형성되어 있다.At this time, one surface of the first detection ring 51, that is, the surface facing the second detection ring 52, is formed with a tooth portion 51a formed of irregularities, and the second detection ring 52 and the first detection ring 52 are formed. Teeth 52a and 53a are also formed on the surfaces of the three detection rings 53 that face each other.

또한 제 1 검출링(51)과 제 2 검출링(52)사이의 외측면과 제 2 검출링(52)과 제 3 검출링(53)사이의 외측면에는 각각 코일(60, 70)이 권선되어 있으며, 이는 차량의 적소에 마련된 제어부(80)와 접속된다.In addition, coils 60 and 70 are wound around the outer surface between the first detection ring 51 and the second detection ring 52 and the outer surface between the second detection ring 52 and the third detection ring 53, respectively. It is connected to the control unit 80 provided in place of the vehicle.

이와 같이 구성된 종래 차량용 조향장치의 토오크센서의 작동은 다음과 같다.The operation of the torque sensor of the conventional vehicle steering device configured as described above is as follows.

먼저, 운전자가 조향핸들(10)을 회전시키면 토션바(40) 및 입력, 출력칼럼(20, 30)도 일체로 회전하는데, 조향핸들(10)측과 결합된 토션바(40)의 일측이 바퀴(미도시)측과 결합된 타측보다 비틀려져 많이 회전된다.First, when the driver rotates the steering wheel 10, the torsion bar 40 and the input and output columns 20 and 30 are also integrally rotated. One side of the torsion bar 40 coupled with the steering wheel 10 side is It is rotated a lot more than the other side coupled to the wheel (not shown) side.

즉, 바퀴(미도시)의 노면마찰력에 의해 제 1 검출링(51), 제 2 검출링(52) 그리고 제 3 검출링(53)순으로 회전각도가 크게 된다.That is, the rotation angle increases in order of the first detection ring 51, the second detection ring 52, and the third detection ring 53 by the road frictional force of the wheel (not shown).

따라서 제 1 검출링(51)과 제 2 검출링(52)의 대향면적은 거의 변하지 않는데 각각 치부(52a, 53a)가 형성된 제 2 검출링(52)과 제 3 검출링(53)의 대향면적이 변화되며 제 2 검출링(52)과 제 3 검출링(53)사이의 바깥측 자속의 변화로 제 2코일(70)의 인덕턴스 값이 변화된다.Therefore, the opposing areas of the first detection ring 51 and the second detection ring 52 hardly change, but the opposing areas of the second detection ring 52 and the third detection ring 53 with the teeth 52a and 53a formed therein, respectively. The change of the inductance value of the second coil 70 is changed by the change of the outer magnetic flux between the second detection ring 52 and the third detection ring 53.

즉, 최초에는 제 1 코일(60)과 제 2 코일(70)의 인덕턴스 값이 동일하게 설정되어 있는데 조향핸들(10)의 회전으로 인해 제 1 코일(60)의 인덕턴스 값은 일정하고 제 2 코일(70)의 인덕턴스 값만 변하게됨으로써 제 1 코일(60)의 인덕턴스 값에 대한 제 2 코일(70)의 인덕턴스값의 변화를 측정하여 조향핸들(10)과 바퀴(미도시)측의 회전편차를 측정하는 것이다.That is, initially, the inductance values of the first coil 60 and the second coil 70 are set to be the same, but due to the rotation of the steering wheel 10, the inductance value of the first coil 60 is constant and the second coil is constant. Since only the inductance value of 70 is changed, a change in the inductance value of the second coil 70 with respect to the inductance value of the first coil 60 is measured to measure the rotational deviation between the steering wheel 10 and the wheel (not shown). It is.

도 3은 종래 토오크 센서의 신호처리장치의 블록도로, 발진기(90)에 코일부(91)의 일측 접점을 통하여 제1클램프(92)와 제3클램프(94)가 접속되고 코일부(91)의 타측접점을 통하여는 제2클램프(93)와 제4클램프(95)가 접속되었다.3 is a block diagram of a signal processing apparatus of a conventional torque sensor, in which the first clamp 92 and the third clamp 94 are connected to the oscillator 90 through one side contact of the coil unit 91, and the coil unit 91. The second clamp 93 and the fourth clamp 95 are connected through the other contact of.

그리고 상기 각 클램프(92-95)의 출력단에 제1피크검출기(96) 내지 제4피크검출기(96-99)가 각각 접속되고, 제1,제2피크검출기(96)(97)의 출력단에는 이들의 차이를 검출하는 제1 차동증폭기(100)가 접속됨과 아울러 제3,제4피크검출기(98)(99)의 출력단에는 이들의 차를 검출하는 제2차동증폭기(101)가 접속되었다.The first to fourth peak detectors 96 to 99 are connected to the output terminals of the clamps 92 to 95, respectively, and the first and second peak detectors 96 and 97 are connected to the output terminals of the first and second peak detectors 96 and 97, respectively. A first differential amplifier 100 for detecting these differences is connected, and a second differential amplifier 101 for detecting these differences is connected to the output terminals of the third and fourth peak detectors 98 and 99.

또한, 상기 제1 차동증폭기(100)의 출력단에는 제1전류변환기(102)를 통하여 서브가 출력되도록 하였으며, 제2 차동증폭기(101)의 출력단에는 제2전류변환기(103)를 통하여 메인이 출력되도록 하였다.In addition, a sub is outputted through the first current converter 102 at the output terminal of the first differential amplifier 100, and a main is outputted through the second current converter 103 at the output terminal of the second differential amplifier 101. It was made.

이러한 신호처리구성에 있어서는, 발진기(90)의 출력이 코일부(91)를 통하여 제1내지 제4클램프(92-95)에 입력되었으며, 각 클램프(92-95)의 출력신호로부터 제1내지 제4피크검출기(96-99)를 통하여 피크가 검출된 후 제1차동증폭기(100)를 통하여는 제1,제2피크 검출기(96)(97)의 피크치가 검출되고, 제2차동증폭기(101)를 통하여, 제3,제4피크검출기(98)(99)의 피크치가 검출되어 각각 제1,제2전류변환기(102)(103)를 통하여 서브와 메인의 출력을 내보낼 수 있었다.In such a signal processing configuration, the output of the oscillator 90 is input to the first to fourth clamps 92-95 through the coil portion 91, and the first to fourth signals from the output signals of the respective clamps 92-95. After the peak is detected through the fourth peak detectors 96-99, the peak values of the first and second peak detectors 96 and 97 are detected through the first differential amplifier 100, and the second differential amplifier ( Through 101, the peak values of the third and fourth peak detectors 98 and 99 were detected, and the sub and main outputs were output through the first and second current transducers 102 and 103, respectively.

그러나, 이러한 토오크센서의 기구적장치 및 회로구성에 있어서는, 주변온도변화를 보상하여 초기 인덕턴스를 측정하기 위해서 제1검출링(51)과 제1코일(60)이 필요하게 됨으로써 많은 부품의 소요로 인해 토오크센서의 크기가 커지게 된다.However, in the mechanical device and circuit configuration of the torque sensor, the first detection ring 51 and the first coil 60 are required to compensate for the change in the ambient temperature and to measure the initial inductance. This increases the size of the torque sensor.

또한, 제 1검출링(51)에 별도의 치부(51a)를 형성함으로써 토오크센서의 전체적인 원가가 상승되는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the overall cost of the torque sensor is increased by forming a separate tooth (51a) in the first detection ring (51).

한편, 페일 세이프티 처리를 위해 서브와 메인 2블록으로 나누어 처리하므로 부품수가 많이 필요하게 되는 문제가 있을뿐만 아니라 단전원 처리를 위해 신호를 제로레벨 이상으로 끌어올리기 위한 별도의 클램프(92-95)가 필요하게 되는 문제도 있었다.On the other hand, since the processing is divided into two sub blocks and the main block for fail safety processing, there is a problem that a large number of parts are required, and a separate clamp 92-95 is provided to pull the signal above zero level for single power supply processing. There was a problem that was needed.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 검출링을 2개만 사용하여 구조를 단순화시킴과 아울러 주변온도에 영향을 받지 않는 토오크 센서를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to simplify the structure by using only two detection rings and to provide a torque sensor that is not affected by the ambient temperature.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 토션바를 개재하여 연결된 두개의 축의 한쪽에 고정 설치한 제1자성체의 원통과 다른쪽쪽축에 고정 설치한 제2자성체의 원통을 설치하고 각각의 제1,제2자성체의 치부가 서로 대향하고, 두개의 치부가 서로 일정범위내에서 대향하도록 회전범위를 규제하는 장치를 가지는 토오크 센서를 제공함으로써 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder of a first magnetic body fixed on one side of two shafts connected through a torsion bar and a cylinder of a second magnetic body fixed on the other shaft. It is achieved by providing a torque sensor having a device for regulating the rotation range such that the teeth of the two magnetic bodies face each other and the two teeth face each other within a certain range.

또한, 본 발명은 제1, 제2자성체와 자기회로를 형성하고 있는 검출코일을 갖추고 있는 토오크센서를 제공함으로써 달성된다.In addition, the present invention is achieved by providing a torque sensor having a detection coil forming a first and a second magnetic body and a magnetic circuit.

도 1은 일반적인 조향장치의 토오크 센서를 개략적으로 보인 사시도1 is a perspective view schematically showing a torque sensor of a general steering device

도 2는 종래 토오크센서의 요부도2 is a main view of a conventional torque sensor

도 3은 종래 토오크센서의 전기적 회로구성도3 is an electrical circuit diagram of a conventional torque sensor

도 4는 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 토오크센서를 개략적으로 보인 사시도4 is a perspective view schematically showing a torque sensor of a vehicle steering apparatus according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 토오크센서의 요부도5 is a main view of a torque sensor according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 토오크센서의 신호처리장치의 회로구성도6 is a circuit diagram of a signal processing device of a torque sensor according to the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

150 : 조향핸들, 200 : 입력칼럼, 300 ; 출력칼럼, 400 ; 토션바, 410 : 제1검출링, 520 : 제2검출링, 600,700 : 코일, 802,803 : 피크검출기, 804 : 차동증폭기, 805 : 전류변환기, 806 : 전압오프셋부150: steering wheel, 200: input column, 300; Output column, 400; Torsion bar, 410: first detection ring, 520: second detection ring, 600, 700: coil, 802,803: peak detector, 804: differential amplifier, 805: current converter, 806: voltage offset

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 3과 4는 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 토오크센서를 보인 개략적인 사시도와 검출링부만을 보인 요부도로, 일측단이 차량의 조향핸들(150)과 결합된 입력칼럼(200)과 일단부가 바퀴(미도시)측에 결합된 출력칼럼(300)이 구비되며, 이들은 후술하는 토션바(400)로 연계되어 조향핸들(150)의 조작에 따라 같이 연동된다.First, Figures 3 and 4 is a schematic perspective view showing a torque sensor of the vehicle steering apparatus according to the present invention and a main portion showing only the detection ring, one end of the input column 200 and one end combined with the steering wheel 150 of the vehicle The output column 300 coupled to the side of the additional wheel (not shown) is provided, these are linked to the torsion bar 400 to be described later are linked together in accordance with the operation of the steering wheel 150.

이를 위해 토션바(400)는 일단부가 입력칼럼(200)의 타단부와 결합되며 타단부는 출력칼럼(300)의 타단부와 결합되어 출력칼럼(300)과 입력칼럼(200)의 타단면이 일정간격 이격되게 전술한 바와 같이 이들을 결합시킨다.To this end, the torsion bar 400 has one end coupled to the other end of the input column 200 and the other end coupled to the other end of the output column 300 so that the other end of the output column 300 and the input column 200 is different. Combine them as described above at regular intervals.

그리고 이들사이에는 검출링(500)이 구비되는데, 입력칼럼(200)의 타단부 외주면에 자성체의 제1검출링(510)이 마련되어 일체로 연동하며, 이의 일단면 즉 출력칼럼(300)과 대향하는 면에 다수의 요철로 이루어진 치부(511)와 대응하게 교호적으로 치부(4521)가 이루어져 있다.In addition, a detection ring 500 is provided between them, and a first detection ring 510 of a magnetic material is provided on the outer circumferential surface of the other end of the input column 200 so as to be integrally interlocked with each other and face one end thereof, that is, the output column 300. A tooth 4452 is alternately formed to correspond to a tooth 511 consisting of a plurality of irregularities on a surface thereof.

한편, 출력칼럼(300)의 타단부 외주면에도 자성체로이루어진 제 2검출링(520)이 설치되며, 제 1검출링(510)과 제 2 검출링(520)사이의 외측부에 자기회로를 형성하는 토오크 검출용 코일(600)이 권선됨과 아울러 제1검출링(51)의 외측부에도 자기회로를 형성하는 온도 보상용 코일(700)이 권선되며, 이들 코일(600)(700)에 공통으로 제어부(75)가 접속된다.On the other hand, the second detection ring 520 made of a magnetic material is provided on the outer peripheral surface of the other end of the output column 300, and a magnetic circuit is formed on the outer side between the first detection ring 510 and the second detection ring 520. The coil for torque detection 600 is wound, and a temperature compensation coil 700 is also wound around the outer side of the first detection ring 51 to form a magnetic circuit. The coil 600 and 700 have a common control unit ( 75) is connected.

도 6은 본 발명에 따른 전기적인 구성도로, 발진기(800)에 부릿지회로를 이루는 코일부(801)를 통하여 접속되어 피크치를 검출하는 피크 검출기(802)(803), 상기 피크검출기(802)(803)의 출력차이를 검출하여 소정레벨로 증폭시키는 차동증폭기(804)와, 상기 차동증폭기(804)의 출력전압을 전류로 변환시키는 전류변환기(805)를 구비하고, 상기 발진기(800), 차동증폭기(804), 전류변환기(805)에 공통으로 접속되도록 전압 오프셋부(806)를 구비하여 구성된 것이다.6 is an electrical configuration according to the present invention, which is connected to the oscillator 800 through a coil section 801 forming a bridge circuit to detect peaks 802 and 803, the peak detector 802 A differential amplifier 804 which detects the output difference of 803 and amplifies it to a predetermined level, and a current converter 805 for converting the output voltage of the differential amplifier 804 into a current; The voltage offset unit 806 is configured to be commonly connected to the differential amplifier 804 and the current converter 805.

이와 같이 구성된 본 발명은 먼저,차량의 주행중에 운전자가 방향을 바꾸기 위하여 조향핸들(150)을 조향시키면 입력칼럼(200)과 토션바(400) 및 출력칼럼(300)을 통해 바퀴(미도시)가 조향되어 주행방향이 바뀌게 된다.According to the present invention configured as described above, first, when the driver steers the steering wheel 150 to change the direction while driving the vehicle, the wheel (not shown) through the input column 200 and the torsion bar 400 and the output column 300. Is steered and the driving direction is changed.

이때 일정이상의 조향력이 작용하게 되면, 바퀴(미도시)와 노면과의 마찰력에 의해 회전되는 입력칼럼(200)보다 토션바(400)로 연계된 출력칼럼(300)의 회전각도가 줄어 토션바(400)가 비틀리게 된다.At this time, when a predetermined or more steering force is applied, the rotation angle of the output column 300 linked to the torsion bar 400 is reduced rather than the input column 200 rotated by the friction force between the wheel (not shown) and the road surface. 400) is twisted.

즉, 제 1검출링(510)과 제 2 검출링(520)의 외측면에 마련된 토오크 검출용 코일(600)은 제 1검출링(510)의 치부(511)와 제 2 검출링(520) 치부(521)와의 대향면적의 변화에 따라 이의 인덕턴스가 변화됨과 동시에 이에 흐르는 유기전압도 변화된다.That is, the torque detection coil 600 provided on the outer surfaces of the first detection ring 510 and the second detection ring 520 has a tooth 511 and a second detection ring 520 of the first detection ring 510. As the area of the tooth 521 changes, the inductance thereof changes and the induced voltage also changes.

이와같이 코일(600)의 자기저항변화에 의해 변화된 유기전압의 값이 제어부(750)에 입력되면, 제어부(750)에서는 입력된 신호를 근거로 판단하여 조향편차를 측정하고, 구동부를 통해 동력수단을 가동하여 보상하게 된다.When the value of the induced voltage changed by the magnetoresistance change of the coil 600 is input to the controller 750, the controller 750 determines the steering deviation based on the input signal, and measures the power means through the driving unit. It will run and compensate.

한편, 주변 온도변화에 의한 측정오차는 온도보상용 코일(700)에 입력된 신호를 회로적으로 제거함으로써 보상된다.On the other hand, the measurement error due to the ambient temperature change is compensated for by removing the signal input to the temperature compensation coil 700 in a circuit.

또한, 도 6에 도시된 바와같이 발진기(800), 코일부(801), 피크검출기(802)(803), 차동증폭기(804), 전류변환기(805)에 전압 오프셋부(806)로부터 오프셋을 주어 AC→DC화하는 과정이 한단게로 감소되므로 쇼트, 오픈, 노멀시의 상태를 구분할 수 있는 출력이 발생되어 이 출력을 페일 세이프티(Fail Safety : FS)에 응용할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, an offset from the voltage offset unit 806 is applied to the oscillator 800, the coil unit 801, the peak detectors 802 and 803, the differential amplifier 804, and the current converter 805. Since the process of AC to DC is reduced in one step, an output that can distinguish between short, open, and normal states is generated, and this output can be applied to fail safety (FS).

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 기존에는 3개의 검출링을 사용하던 것을 2개의 검출링(510)(520)만 사용하여 주변온도에 영향을 받지 않는 토오크 센서를 제공할 수 있어 부품수의 절감에 따른 원가절감과 구조의 단순화를 이룰수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can provide a torque sensor that is not affected by the ambient temperature by using only two detection rings 510 and 520, which previously used three detection rings, thereby reducing the number of parts. There is an effect that can reduce the cost and simplify the structure.

그리고, 페일 세이프티 신호를 따로 갖기때문에 각 상태별로 구분할 수 있는 효과도 있다.In addition, since the fail safety signal is separately, there is an effect that can be distinguished for each state.

또한, 본 발명에서는 오프셋을 발진기, 증폭기, 전류변환기에 추가하여 별도의 클램프과정이 필요없으며 쇼트, 오픈, 노멀등의 센서상태를 감시할 수 있는 신호를 얻어낼 수 있는 효과도 있다.In addition, in the present invention, by adding the offset to the oscillator, amplifier, current converter, there is no need for a separate clamping process, and there is an effect of obtaining a signal capable of monitoring sensor states such as short, open, and normal.

Claims (2)

일단부가 차량의 조향핸들(150)측과 연계된 입력칼럼(200); 상기 입력칼럼(200)과 일정간격 이격되며 일단부가 바퀴측과 연계된 출력칼럼(300); 일단부가 상기 입력칼럼(200)의 타단부와 결합되고 타단부는 상기 출력칼럼(300)의 타단부와 결합되어 상기 입력칼럼(200)과 상기 출력칼럼(300)을 연계시키며 상기 조향핸들(100)의 조향운동에 따라 비틀리는 토션바(400); 상기 입력칼럼(200)의 타단부에 마련되어 상기 출력칼럼(300)과 대향하는 일면에 치부(511)가 형성된 제1검출링(510); 상기 출력칼럼(300)의 타단부에 마련되어 상기 제 1 검출링(510)의 일면과 대향하는 면에 치부(521)가 형성된 제2검출링1(520); 상기 제 1검출링(510)과 상기 제2검출링(520)사이의 외측에 마련되어 자기회로를 형성하는 토오크 검출용 코일(600); 상기 제 2검출링(52)의 외측에 마련되어 자기회로를 형성하는 온도보상용 코일(700)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 토오크 센서An input column 200 whose one end is associated with a steering wheel 150 side of the vehicle; An output column 300 spaced apart from the input column 200 at a predetermined interval and having one end connected to the wheel side; One end is coupled to the other end of the input column 200 and the other end is coupled to the other end of the output column 300 to connect the input column 200 and the output column 300 and the steering wheel 100. Torsion bar 400 according to the steering motion of the; A first detection ring 510 provided at the other end of the input column 200 and having teeth 511 formed on one surface of the input column 200 facing the output column 300; A second detection ring 1 520 provided at the other end of the output column 300 and having teeth 521 formed on a surface of the output column 300 opposite to one surface of the first detection ring 510; A torque detection coil (600) provided outside the first detection ring (510) and the second detection ring (520) to form a magnetic circuit; Torque sensor of a vehicle steering apparatus, characterized in that the temperature compensation coil 700 is provided on the outside of the second detection ring 52 to form a magnetic circuit. 발진기(800)에 부릿지회로를 이루는 코일부(801)를 통하여 접속되어 피크치를 검출하는 피크 검출기(802)(803), 상기 피크검출기(802)(803)의 출력차이를 검출하여 소정레벨로 증폭시키는 차동증폭기(804)와, 상기 차동증폭기(804)의 출력전압을 전류로 변환시키는 전류변환기(805)를 구비하고, 상기 발진기(800), 차동증폭기(804), 전류변환기(805)에 공통으로 접속되도록 전압 오프셋부(806)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 토오크 센서.Peak detectors 802 and 803 connected to the oscillator 800 through a coil part 801 forming a bridge circuit to detect peak values, and the output difference of the peak detectors 802 and 803 is detected to a predetermined level. A differential amplifier 804 for amplifying and a current converter 805 for converting the output voltage of the differential amplifier 804 into a current, and the oscillator 800, the differential amplifier 804, and the current converter 805. Torque sensor for a vehicle steering apparatus, characterized in that it comprises a voltage offset unit 806 so as to be connected in common.
KR1019970015601A 1997-04-25 1997-04-25 Torque sensor for steering apparatus in a vehicle KR100226633B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970015601A KR100226633B1 (en) 1997-04-25 1997-04-25 Torque sensor for steering apparatus in a vehicle
JP9336169A JPH10300595A (en) 1997-04-25 1997-12-05 Torque sensor for steering gear for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970015601A KR100226633B1 (en) 1997-04-25 1997-04-25 Torque sensor for steering apparatus in a vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980078163A true KR19980078163A (en) 1998-11-16
KR100226633B1 KR100226633B1 (en) 1999-10-15

Family

ID=19503943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970015601A KR100226633B1 (en) 1997-04-25 1997-04-25 Torque sensor for steering apparatus in a vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100226633B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455674B1 (en) * 2000-12-28 2004-11-08 주식회사 만도 Apparatus for power steering of vehicle having monitoring unit
KR100455675B1 (en) * 2000-12-28 2004-11-08 주식회사 만도 Apparatus for power steering of vehicle having temperature compensation unit
KR100779487B1 (en) * 2003-07-16 2007-11-26 주식회사 만도 Torque detector
CN111693081A (en) * 2019-03-14 2020-09-22 Zf汽车业德国有限公司 Method and apparatus for determining sensor offset

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100729119B1 (en) * 2006-04-21 2007-06-14 현대모비스 주식회사 A torque sensor for steering system of vehicle
CN105403341B (en) * 2015-12-09 2018-10-19 江苏磁谷科技股份有限公司 A kind of armature-moment-testing device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0754273B2 (en) * 1987-12-26 1995-06-07 大同特殊鋼株式会社 Torxense
JPH06102112A (en) * 1992-09-21 1994-04-15 Toyota Motor Corp Detection of abnormality of torque sensor
JPH06102113A (en) * 1992-09-22 1994-04-15 Koyo Seiko Co Ltd Torque sensor
JP2983434B2 (en) * 1994-06-13 1999-11-29 本田技研工業株式会社 Sensor temperature characteristics compensation structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455674B1 (en) * 2000-12-28 2004-11-08 주식회사 만도 Apparatus for power steering of vehicle having monitoring unit
KR100455675B1 (en) * 2000-12-28 2004-11-08 주식회사 만도 Apparatus for power steering of vehicle having temperature compensation unit
KR100779487B1 (en) * 2003-07-16 2007-11-26 주식회사 만도 Torque detector
CN111693081A (en) * 2019-03-14 2020-09-22 Zf汽车业德国有限公司 Method and apparatus for determining sensor offset

Also Published As

Publication number Publication date
KR100226633B1 (en) 1999-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900000660B1 (en) Noncontact torque sensor
AU752711B2 (en) Sensor array for detecting rotation angle and/or torque
US4881414A (en) Torque detection apparatus
EP0338559B1 (en) Torque detecting apparatus with abnormality signal
JPH01296101A (en) Multi-turn shaft positon sensor
EP1400795B1 (en) Torque sensor
KR100226633B1 (en) Torque sensor for steering apparatus in a vehicle
KR200159423Y1 (en) Torque sensor for vehicle steering apparatus
KR200160760Y1 (en) Torque sensor for steering systems
KR100230038B1 (en) Torque sensor for automobile steering devices
JPH10300595A (en) Torque sensor for steering gear for vehicle
JPH0348738A (en) Torque sensor
KR19980043514A (en) Torque sensor of vehicle steering system
KR100230037B1 (en) Torque sensor for automobile steering devices
KR200154795Y1 (en) Torque sensor for a vehicle
KR100219193B1 (en) Torque sensor for vehicle's steering wheel
KR100455674B1 (en) Apparatus for power steering of vehicle having monitoring unit
KR100779492B1 (en) Torque sensor for vehicle
KR101006151B1 (en) Torque sensor for streeing system
JPS63311136A (en) Magnetostriction type torque sensor
KR100972336B1 (en) Torque sensor for streeing system
KR100795031B1 (en) Temperature compensation apparatus of torque sensor in eps system
JP3001028B2 (en) Magnetostrictive torque sensor
KR100349258B1 (en) Torque sensor
JPH04220539A (en) Torque sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130624

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140618

Year of fee payment: 16

LAPS Lapse due to unpaid annual fee