JPH10142082A - Torque sensor - Google Patents
Torque sensorInfo
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- JPH10142082A JPH10142082A JP29546696A JP29546696A JPH10142082A JP H10142082 A JPH10142082 A JP H10142082A JP 29546696 A JP29546696 A JP 29546696A JP 29546696 A JP29546696 A JP 29546696A JP H10142082 A JPH10142082 A JP H10142082A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸と出力軸と
の間に作用する回転トルクを磁気抵抗の変化として検出
するトルクセンサに関する。The present invention relates to a torque sensor for detecting a rotational torque acting between an input shaft and an output shaft as a change in magnetic resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電動式動力舵取装置のトルクセン
サとして、トーションバを介して連結される入力軸と出
力軸との間に作用する回転トルクをトーションバの捩じ
れ量に伴う磁気抵抗の変化から検出するものがある。こ
の種のトルクセンサには、実開平1−158936号お
よび特開平4−76426号に示されるように、周囲温
度の変化による検出誤差を防止するために2つの検出コ
イルを備えるものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a torque sensor of an electric power steering device, a rotational torque acting between an input shaft and an output shaft connected via a torsion bar is used to measure a magnetic resistance caused by a torsion amount of the torsion bar. Some are detected from changes. As shown in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-158936 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-76426, there is a torque sensor of this type including two detection coils to prevent a detection error due to a change in ambient temperature.
【0003】実開平1−158936号に示されるタイ
プのトルクセンサは、図15(a)に示すように、トル
クを検出するための検出コイル71の他に温度補償用の
補償コイル72を備えるものである。即ち、検出コイル
71は、トーションバ75を介して連結された出力軸7
4と入力軸73において、出力軸74に取り付けられた
第1検出リング76と、入力軸73に取り付けられた第
2検出リング77との相対変位によりトルクを検出す
る。また、補償コイル72は、入力軸73に取り付けら
れた第2検出リング77と第3検出リング78の磁気抵
抗を検出することによって周囲温度に対応した検出値を
出力する。このような構成によって、このトルクセンサ
は、検出コイル71と補償コイル72の出力値の差分を
求めることによって、温度変化による誤差が除去された
精度の良いトルクを検出できる。As shown in FIG. 15A, a torque sensor of the type shown in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 1-158936 is provided with a compensation coil 72 for temperature compensation in addition to a detection coil 71 for detecting torque. It is. That is, the detection coil 71 is connected to the output shaft 7 connected through the torsion bar 75.
4 and the input shaft 73, torque is detected by a relative displacement between a first detection ring 76 attached to the output shaft 74 and a second detection ring 77 attached to the input shaft 73. The compensation coil 72 outputs a detection value corresponding to the ambient temperature by detecting the magnetic resistance of the second detection ring 77 and the third detection ring 78 attached to the input shaft 73. With such a configuration, the torque sensor can detect a high-accuracy torque from which an error due to a temperature change has been removed by calculating the difference between the output values of the detection coil 71 and the compensation coil 72.
【0004】特開平4−76426号に示されるタイプ
のトルクセンサは、図17(a)に示すように、2つの
検出コイル81,82から対称な2つの検出値(図17
(b))を求め、両者の差分からトルクを検出するもの
である。即ち、第1検出コイル81は、出力軸84に取
り付けられた第2検出リング87と、入力軸83に取り
付けられた第1検出リング86との相対変位を検出し、
第2検出コイル82は、第2検出リング87と、入力軸
83に取り付けられた第3検出リング88との相対変位
を検出する。このため2つの検出コイル81,82から
は、対称な2つの検出値C1,C2が得られ、両者の差
分からトルクを求めることによって、温度変化による誤
差が除去された精度の良いトルクを検出できる。As shown in FIG. 17A, a torque sensor of the type disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-76426 has two symmetric detection values (FIG. 17) from two detection coils 81 and 82.
(B)), and the torque is detected from the difference between the two. That is, the first detection coil 81 detects a relative displacement between the second detection ring 87 attached to the output shaft 84 and the first detection ring 86 attached to the input shaft 83,
The second detection coil 82 detects a relative displacement between the second detection ring 87 and a third detection ring 88 attached to the input shaft 83. For this reason, two symmetrical detection values C1 and C2 are obtained from the two detection coils 81 and 82, and by obtaining the torque from the difference between them, it is possible to detect an accurate torque from which an error due to a temperature change has been removed. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記各タイプのトルク
センサは、各トルクセンサが有する2つのコイルからな
る検出回路に異常が生じた場合、これを即座に発見する
必要がある。このような検出回路の異常には、断線、シ
ョート、レアショート(回路内への水の浸入、配線の劣
化、配線の傷等によって、正常な検出値が出力されない
現象、レアショートによって検出値は通常低くなる)の
3つの場合が考えられるが、上述したトルクセンサの場
合では、断線、ショートは検出できるが、レアショート
を検出することが困難であった。この問題点を上記した
温度補償用の補償コイル72を備える場合のトルクセン
サを例として説明する。なお、本明細書におけるコイル
の異常(断線、ショート、レアショート)とは、そのコ
イル自体の異常だけでなく、そのコイルを主要部分とす
る検出回路の配線部分を含めた部分の異常を指すものと
する。In each of the above types of torque sensors, when an abnormality occurs in a detection circuit including two coils of each torque sensor, it is necessary to immediately detect the abnormality. Such abnormalities in the detection circuit include disconnection, short-circuit, rare short-circuit (a phenomenon in which a normal detection value is not output due to water infiltration into the circuit, deterioration of wiring, damage to wiring, etc. (Normally lower) can be considered, but in the case of the torque sensor described above, disconnection and short-circuit can be detected, but it is difficult to detect rare short-circuit. This problem will be described using a torque sensor provided with the above-described compensation coil 72 for temperature compensation as an example. In this specification, the abnormalities of the coil (disconnection, short, rare short) refer not only to abnormalities of the coil itself, but also to abnormalities of a portion including a wiring portion of a detection circuit mainly including the coil. And
【0006】図15(b)に示すように検出コイル71
と補償コイル72の出力B1,B2は、差動増幅回路8
1、電圧−電流変換回路83を経て、両者の差分がメイ
ン出力B3として出力される。また、同様に出力B1,
B2は、差動増幅回路82、電圧−電流変換回路84を
経て、両者の差分がサブ出力B4として出力される。図
16(a)に示すように出力B1はトルクをトーション
バ75の捩じれ量に対応した傾きのある直線となり、出
力B2は周囲温度に対応した水平な直線となる。そし
て、メインおよびサブ出力B3,B4は、基本的に同じ
値となり、図16(b)に示す傾きのある直線となる。[0006] As shown in FIG.
And the outputs B1 and B2 of the compensation coil 72 are
1, via the voltage-current conversion circuit 83, the difference between the two is output as the main output B3. Similarly, output B1,
B2 passes through a differential amplifier circuit 82 and a voltage-current conversion circuit 84, and the difference between the two is output as a sub-output B4. As shown in FIG. 16A, the output B1 is a straight line having an inclination corresponding to the amount of torsion of the torsion bar 75, and the output B2 is a horizontal straight line corresponding to the ambient temperature. Then, the main and sub outputs B3 and B4 have basically the same value, and become a straight line having a slope shown in FIG.
【0007】このような出力において、検出コイル71
または補償コイル72が断線した場合、図16(a)の
一点鎖線で示すように各出力値B1,B2はプラス方向
に異常に大きくなり(B1−1,B2−1)、結果的に
メインおよびサブ出力B3,B4は共に、図16(b)
の一点鎖線で示すように上方に飛び(B3−1,B4−
1)、出力電流値の上限値F1を越えてしまうため、検
出コイル71および補償コイル72のいずれかが断線し
たことを検出できる。In such an output, the detection coil 71
Alternatively, when the compensation coil 72 is disconnected, the output values B1 and B2 become abnormally large in the positive direction (B1-1, B2-1) as shown by the dashed line in FIG. The sub outputs B3 and B4 are both shown in FIG.
Fly upward as indicated by the dashed line (B3-1, B4-
1) Since the output current value exceeds the upper limit value F1, it is possible to detect that either the detection coil 71 or the compensation coil 72 is disconnected.
【0008】同様に、検出コイル71または補償コイル
72がショートした場合は、図16(a)の二点鎖線で
示すように各出力値B1,B2は0に近い値となり(B
1−2,B2−2)、結果的にメインおよびサブ出力B
3,B4も共に、図16(b)の二点鎖線で示すように
0に近い値となってしまい(B3−2,B4−2)、出
力電流値の下限値F2を下回ってしまうため、検出コイ
ル71および補償コイル72のいずれかがショートした
ことを検出できる。Similarly, when the detection coil 71 or the compensation coil 72 is short-circuited, the output values B1 and B2 become values close to 0 as shown by the two-dot chain line in FIG.
1-2, B2-2), and consequently the main and sub output B
Both B3 and B4 become values close to 0 (B3-2 and B4-2) as shown by the two-dot chain line in FIG. 16B, and fall below the lower limit value F2 of the output current value. It can be detected that one of the detection coil 71 and the compensation coil 72 is short-circuited.
【0009】しかし、検出コイル71または補償コイル
72がレアショートした場合は、図16(a)の破線で
示すように各出力値B1,B2は僅かに下方にオフセッ
トした誤差を生じるのみであり(B1−3,B2−
3)、結果的にメインおよびサブ出力B3,4も共に、
図16(b)の破線鎖線で示すように僅かに下方にオフ
セットした誤差を生じるのみである(B3−3,B4−
3)。このため、出力値B3−3,B4−3は、出力電
流値の上限値F1と下限値F2の間に収まってしまうた
め、検出コイル71または補償コイル72がレアショー
トしていることを検出することができない。However, when the detection coil 71 or the compensation coil 72 is short-circuited rarely, the output values B1 and B2 only have an error slightly offset downward as shown by the broken line in FIG. B1-3, B2-
3) As a result, both the main and sub outputs B3, 4
As shown by the broken line in FIG. 16B, only an error slightly offset downward occurs (B3-3, B4-
3). For this reason, since the output values B3-3 and B4-3 fall between the upper limit value F1 and the lower limit value F2 of the output current value, it is detected that the detection coil 71 or the compensation coil 72 is rarely short-circuited. Can not do.
【0010】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、断線、ショートおよびレアショー
トのいずれの場合の異常も検出できるトルクセンサをを
提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a torque sensor capable of detecting an abnormality in any of disconnection, short circuit, and rare short circuit.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するためになされたもので、請求項1は、トーションバ
を介して連結された入力軸と出力軸との相対回転より前
記入力軸と前記出力軸との間に生じる回転トルクを検出
するトルクセンサにおいて、前記入力軸および前記出力
軸のいずれか一方に取り付けられた第1センサ部および
第3センサ部と、前記入力軸および前記出力軸のいずれ
か他方に取り付けられ前記第1センサ部と前記第3セン
サ部の間に位置する第2センサ部と、前記第1センサ部
と前記第2センサ部との相対回転に基づいた第1検出値
を出力する第1検出手段と、前記第2センサ部と前記第
3センサ部との相対回転に基づいた第2検出値を出力す
る第2検出手段と、周囲温度に基づいた基準検出値を出
力する第3検出手段と、前記第1検出手段から出力され
た前記第1検出値と前記第3検出手段から出力された前
記基準検出値に基づいてメイン出力値を出力するメイン
出力手段と、前記第2検出手段から出力された前記第2
検出値と前記第3検出手段から出力された前記基準検出
値に基づいてサブ出力値を出力するサブ出力手段と、前
記第1検出手段から出力された前記第1検出値と前記第
2検出手段から出力された前記第2検出値とに基づいた
差分値があらかじめ定められた許容範囲内にあるか否か
を判断する出力値判断手段と、この出力値判断手段によ
って前記差分値があらかじめ定められた許容範囲内にな
いと判断された場合、異常処理を行う異常処理手段とを
備えたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. The first aspect of the present invention is based on the relative rotation of an input shaft and an output shaft connected via a torsion bar. A torque sensor for detecting a rotational torque generated between the input shaft and the output shaft, wherein a first sensor portion and a third sensor portion attached to one of the input shaft and the output shaft; A second sensor unit attached to one of the other shafts and located between the first sensor unit and the third sensor unit, and a first sensor based on a relative rotation between the first sensor unit and the second sensor unit. First detection means for outputting a detection value, second detection means for outputting a second detection value based on a relative rotation between the second sensor section and the third sensor section, and a reference detection value based on an ambient temperature. Third detection means that outputs A main output unit that outputs a main output value based on the first detection value output from the first detection unit and the reference detection value output from the third detection unit; The second output
Sub-output means for outputting a sub-output value based on the detected value and the reference detection value output from the third detection means; the first detection value output from the first detection means and the second detection means Output value judging means for judging whether or not a difference value based on the second detection value output from the second detection value is within a predetermined allowable range; and the difference value is predetermined by the output value judging means. Abnormality processing means for performing abnormality processing when it is determined that the error is not within the allowable range.
【0012】請求項2は、トーションバを介して連結さ
れた入力軸と出力軸との相対回転より前記入力軸と前記
出力軸との間に生じる回転トルクを検出するトルクセン
サにおいて、前記入力軸および前記出力軸のいずれか一
方に取り付けられた第1センサ部と他方に取り付けられ
た第2センサ部との相対回転に基づいた第1検出値を出
力する第1検出手段と、前記入力軸および前記出力軸の
いずれか一方に取り付けられた第3センサ部と他方に取
り付けられた第4センサ部との相対回転に基づいた第2
検出値を出力する第2検出手段と、周囲温度に基づいた
基準検出値を出力する第3検出手段と、前記第1検出手
段から出力された前記第1検出値と前記第3検出手段か
ら出力された前記基準検出値に基づいてメイン出力値を
出力するメイン出力手段と、前記第2検出手段から出力
された前記第2検出値と前記第3検出手段から出力され
た前記基準検出値に基づいてサブ出力値を出力するサブ
出力手段と、前記第1検出手段から出力された前記第1
検出値と前記第2検出手段から出力された前記第2検出
値とに基づいた差分値があらかじめ定められた許容範囲
内にあるか否かを判断する出力値判断手段と、この出力
値判断手段によって前記差分値があらかじめ定められた
許容範囲内にないと判断された場合、異常処理を行う異
常処理手段とを備えたものである。A second aspect of the present invention is a torque sensor for detecting a rotational torque generated between the input shaft and the output shaft based on a relative rotation between the input shaft and the output shaft connected via a torsion bar. A first detection unit that outputs a first detection value based on a relative rotation between a first sensor unit attached to one of the output shafts and a second sensor unit attached to the other of the output shaft; A second sensor based on the relative rotation of a third sensor unit attached to one of the output shafts and a fourth sensor unit attached to the other of the output shafts
A second detection unit that outputs a detection value, a third detection unit that outputs a reference detection value based on an ambient temperature, and the first detection value output from the first detection unit and an output from the third detection unit. A main output unit that outputs a main output value based on the detected reference detection value, based on the second detection value output from the second detection unit and the reference detection value output from the third detection unit. A sub-output means for outputting a sub-output value by the first detecting means;
Output value determining means for determining whether a difference value based on a detected value and the second detected value output from the second detecting means is within a predetermined allowable range, and the output value determining means When the difference value is determined not to be within a predetermined allowable range, an abnormality processing means for performing an abnormality process is provided.
【0013】請求項3は、前記請求項1または前記請求
項2記載のトルクセンサにおいて、前記出力値判断手段
は、前記メイン出力手段から出力された前記メイン出力
値と前記サブ出力手段から出力された前記サブ出力値と
の差分値があらかじめ定められた許容範囲内にあるか否
かを判断することを特徴とするものである。請求項4
は、前記請求項1から前記請求項3のいずれか1項に記
載のトルクセンサにおいて、前記第3検出手段が周囲温
度を検出する被検出部は、前記第1センサ部または前記
第3センサ部に一体的に取り付けられているものであ
る。According to a third aspect of the present invention, in the torque sensor according to the first or second aspect, the output value judging unit outputs the main output value output from the main output unit and the main output value output from the sub output unit. It is characterized in that it is determined whether or not the difference value from the sub output value is within a predetermined allowable range. Claim 4
The torque sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the detected part where the third detecting means detects an ambient temperature is the first sensor part or the third sensor part. It is attached integrally to.
【0014】請求項5は、前記請求項1から前記請求項
4のいずれか1項に記載のトルクセンサにおいて、前記
出力値判断手段は、前記メイン出力手段から出力された
前記メイン出力値と前記サブ出力手段から出力された前
記サブ出力値とが、それぞれ許容範囲内にあるか否かを
判断し、許容範囲内にないと判断された場合には前記異
常処理手段によって異常処理を行う断線、ショート判断
手段を備えたものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the torque sensor according to any one of the first to fourth aspects, the output value judging means includes a main output value output from the main output means and the main output value. The sub-output value output from the sub-output means, determine whether each is within the allowable range, if it is determined that it is not within the allowable range, disconnection performing abnormal processing by the abnormality processing means, It is provided with a short judgment means.
【0015】(作用)請求項1の手段において、メイン
出力手段は第1検出手段から出力された入力軸と出力軸
との相対変位に基づいた第1検出値と第3検出手段から
出力された周囲温度に基づいた基準検出値よりメイン出
力値を出力する。また、サブ出力手段は同様に第2検出
手段から出力された第2検出値と第3検出手段から出力
された基準検出値よりサブ出力値を出力する。出力値判
断手段は、第1検出手段から出力された第1検出値と第
2検出手段から出力された第2検出値とに基づいた差分
値があらかじめ定められた許容範囲内にあるか否かを判
断し、異常処理手段は、この差分値があらかじめ定めら
れた許容範囲内にないと判断された場合に異常処理を行
う。従って、検出されるトルクは、温度補償がされたも
のであるばかりでなく、レアショート等の異常がある場
合には、これを検出することができる。(Function) In the means of claim 1, the main output means outputs a first detection value based on a relative displacement between the input shaft and the output shaft output from the first detection means and an output from the third detection means. The main output value is output from the reference detection value based on the ambient temperature. Similarly, the sub output means outputs a sub output value based on the second detection value output from the second detection means and the reference detection value output from the third detection means. The output value determination unit determines whether a difference value based on the first detection value output from the first detection unit and the second detection value output from the second detection unit is within a predetermined allowable range. Is determined, and the abnormality processing means performs abnormality processing when it is determined that the difference value is not within a predetermined allowable range. Therefore, the detected torque is not only temperature-compensated, but also can be detected when there is an abnormality such as a rare short.
【0016】また、請求項1の手段は、第1検出手段と
第2検出手段において、第2センサ部を兼用してトルク
センサの全長を短くしている。従って、第1検出手段
は、第1センサ部と第2センサ部との相対回転に基づい
た第1検出値を出力し、同様に第2検出手段は、第2セ
ンサ部と第3センサ部との相対回転に基づいた第2検出
値を出力する。According to a first aspect of the present invention, in the first detecting means and the second detecting means, the total length of the torque sensor is shortened by also using the second sensor section. Accordingly, the first detection means outputs a first detection value based on the relative rotation between the first sensor section and the second sensor section, and similarly, the second detection means outputs the second detection section and the third sensor section. And outputs a second detection value based on the relative rotation of.
【0017】請求項2の手段は、第1検出手段と第2検
出手段を完全に分離し、第1検出手段は、第1センサ部
と第2センサ部との相対回転に基づいた第1検出値を出
力し、第2検出手段は、第3センサ部と第4センサ部と
の相対回転に基づいた第2検出値を出力する。請求項3
の手段は、出力値判断手段がメイン出力手段から出力さ
れたメイン出力値とサブ出力手段から出力されたサブ出
力値との差分値があらかじめ定められた許容範囲内にあ
るか否かを判断する。即ち、温度補償された後の出力値
で異常の判断を行う。According to a second aspect of the present invention, the first detecting means and the second detecting means are completely separated, and the first detecting means performs the first detecting based on the relative rotation between the first sensor and the second sensor. A second detection unit that outputs a second detection value based on a relative rotation between the third sensor unit and the fourth sensor unit. Claim 3
Means for judging whether or not the difference value between the main output value output from the main output means and the sub output value output from the sub output means is within a predetermined allowable range. . That is, the abnormality is determined based on the output value after the temperature compensation.
【0018】請求項4の手段は、第3検出手段が周囲温
度を検出する被検出部を第1センサ部または第3センサ
部に一体的に取り付けたものである。従って、さらにト
ルクセンサの全長を短くできるとともに部品点数を低減
できる。請求項5の手段は、メイン出力値とサブ出力値
とがそれぞれ許容範囲内にあるか否かを判断することに
よって、断線およびショート等の異常を確実に検出でき
る。According to a fourth aspect of the present invention, the detection portion for detecting the ambient temperature by the third detection means is integrally attached to the first sensor portion or the third sensor portion. Therefore, the total length of the torque sensor can be further reduced and the number of parts can be reduced. The means of claim 5 can reliably detect an abnormality such as a disconnection or a short circuit by determining whether the main output value and the sub output value are each within the allowable range.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下に図面に基づき本発明の実施
の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態
のトルクセンサは、電動式動力舵取装置に適用されるも
のとする。図1に示すように本実施の形態のトルクセン
サは、主に入力軸11、出力軸12、トーションバ13
およびセンサ部20から構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It is assumed that the torque sensor according to the present embodiment is applied to an electric power steering device. As shown in FIG. 1, the torque sensor according to the present embodiment mainly includes an input shaft 11, an output shaft 12, and a torsion bar 13.
And a sensor unit 20.
【0020】入力軸11は、図の上端が図略のハンドル
に連結されるようになっており、ハンドルと一体的に回
転する。この入力軸11は中空軸で構成され、この中空
軸内を貫通するトーションバ13の一端が入力軸11と
ピン14により一体結合されており、トーションバ13
の他端が出力軸12にスプライン係合されている。ま
た、出力軸12は入力軸11とニードルベアリング15
を介して相対回転可能に連結されている。従って、出力
軸12はトーションバ13が捩じれることにより入力軸
11と相対回転可能となっている。The input shaft 11 has its upper end connected to a handle (not shown) and rotates integrally with the handle. The input shaft 11 is formed of a hollow shaft, and one end of a torsion bar 13 penetrating through the hollow shaft is integrally connected to the input shaft 11 and a pin 14.
Is spline-engaged with the output shaft 12. The output shaft 12 is connected to the input shaft 11 and the needle bearing 15.
Are connected so as to be relatively rotatable. Therefore, the output shaft 12 can rotate relative to the input shaft 11 by the torsion bar 13 being twisted.
【0021】入力軸11の出力軸12側には半径方向に
延びる2つのフランジ部11aが形成されている。ま
た、出力軸12の先端には入力軸11のフランジ部11
aに対応した位置に切欠き部12aが形成されている。
このフランジ部11aと切欠き部12aとは、入力軸1
1と出力軸12との相対回転方向に対して所定の間隙を
有して介挿され、いわゆるマニュアルストッパを構成
し、トーションバ13の捩じり反力より大きなトルクが
入力軸11と出力軸12の間に作用するとフランジ部1
1aと切欠き部12aの側面が当接して入力軸11と出
力軸12とが所定角以上に相対回転することを規制する
ようになっている。On the output shaft 12 side of the input shaft 11, two flange portions 11a extending in the radial direction are formed. Further, a flange 11 of the input shaft 11 is provided at a tip of the output shaft 12.
A notch 12a is formed at a position corresponding to a.
The flange 11a and the notch 12a are connected to the input shaft 1
The output shaft 12 is inserted with a predetermined gap in the relative rotation direction between the input shaft 11 and the output shaft 12, and constitutes a so-called manual stopper. The torque larger than the torsional reaction force of the torsion bar 13 is applied to the input shaft 11 and the output shaft. 12 and the flange 1
The input shaft 11 and the output shaft 12 are restricted from rotating relative to each other by a predetermined angle or more due to the contact between the side surfaces of the notch 1a and the notch 12a.
【0022】入力軸11は上ハウジング16にシール部
材31とベアリング32とを介して軸承され、出力軸1
2は下ハウジング17にベアリング33を介して軸承さ
れている。また、出力軸12には電動モータ65(図3
参照)にて回動されるピニオン19と噛合する歯車18
がキー結合されている。次に、センサ部20の構成を説
明する。図2はセンサ部20の外観を示したものであ
り、図3はセンサ部20の断面を拡大して示したもので
ある。センサ部20は主に、下側から順に第1センサリ
ング21、第2センサリング22、第3センサリング2
3および第4センサリング24の4つのセンサリング
と、第1検出コイル41、第2検出コイル42、第3検
出コイル43の3つの検出コイルから構成されている。The input shaft 11 is supported by the upper housing 16 via a seal member 31 and a bearing 32, and the output shaft 1
2 is mounted on the lower housing 17 via a bearing 33. The output shaft 12 has an electric motor 65 (FIG. 3).
Gear 18 meshing with a pinion 19 rotated at
Are key-bound. Next, the configuration of the sensor unit 20 will be described. FIG. 2 shows the appearance of the sensor unit 20, and FIG. 3 shows an enlarged cross section of the sensor unit 20. The sensor unit 20 mainly includes a first sensor ring 21, a second sensor ring 22, and a third sensor ring 2
It comprises four sensor rings of third and fourth sensor rings 24 and three detection coils of a first detection coil 41, a second detection coil 42, and a third detection coil 43.
【0023】上記4つのセンサリング21,22,2
3,24は、筒状の磁性体からなる部材であり、第1セ
ンサリング21、第3センサリング23および第4セン
サリング24の3つのセンサリングは、入力軸11と一
体的に回転するようになっており、第2センサリング2
2は、出力軸12と一体的に回転するようになってい
る。The above four sensor rings 21, 22, 2
Reference numerals 3 and 24 denote members made of a cylindrical magnetic material. The three sensor rings of the first sensor ring 21, the third sensor ring 23, and the fourth sensor ring 24 rotate integrally with the input shaft 11. And the second sensor ring 2
2 rotates integrally with the output shaft 12.
【0024】詳細には、第1センサリング21の上端に
は、一定のピッチで矩形の歯部21aが形成されてい
る。この第1センサリング21は、入力軸11のフラン
ジ部11a外周に、非磁性体の磁気遮蔽スペーサ26を
介して嵌挿固定されるととにもに、ピン26aによって
固定されている。第2センサリング22の上端および下
端には、上記した第1センサリング21の歯部21aと
等しい一定のピッチの矩形の歯部22a,22bが形成
されている。歯部22aは、第1センサリング21の歯
部21aと対向しており、歯部22bは、後述する第3
センサリング23の歯部23aと対向している。この第
2センサリング22は、出力軸12の先端外周に、非磁
性体の磁気遮蔽スペーサ27を介して嵌挿固定されると
とにもに、ピン27aによって固定されている。More specifically, rectangular teeth 21a are formed at an upper end of the first sensor ring 21 at a constant pitch. The first sensor ring 21 is fitted and fixed to the outer periphery of the flange portion 11a of the input shaft 11 via a nonmagnetic magnetic shielding spacer 26, and is also fixed by a pin 26a. At the upper end and the lower end of the second sensor ring 22, rectangular teeth 22a and 22b having a constant pitch equal to the teeth 21a of the first sensor ring 21 are formed. The tooth part 22a is opposed to the tooth part 21a of the first sensor ring 21, and the tooth part 22b is a third tooth part described later.
It faces the tooth portion 23a of the sensor ring 23. The second sensor ring 22 is fitted and fixed to the outer periphery of the distal end of the output shaft 12 via a nonmagnetic magnetic shielding spacer 27, and is also fixed by a pin 27a.
【0025】第3センサリング23の下端には、上記し
た第2センサリング22の歯部22bと等しい一定のピ
ッチの矩形の歯部23aが形成されている。歯部23a
は、上述したように第2センサリング22の歯部22b
と対向している。この第3センサリング23は、入力軸
11の外周に、非磁性体の磁気遮蔽スペーサ28を介し
て嵌挿固定されるととにもに、ピン28aによって固定
されている。また、磁気遮蔽スペーサ28の下端側はサ
ークリップ34によって位置決めされている。At the lower end of the third sensor ring 23, rectangular teeth 23a having a constant pitch equal to the teeth 22b of the second sensor ring 22 are formed. Tooth 23a
Is the tooth portion 22b of the second sensor ring 22 as described above.
And is facing. The third sensor ring 23 is fitted and fixed to the outer periphery of the input shaft 11 via a nonmagnetic magnetic shielding spacer 28, and is also fixed by a pin 28a. The lower end of the magnetic shielding spacer 28 is positioned by a circlip 34.
【0026】第4センサリング24の下端には、上記し
た第3センサリング23の歯部23aより少ない歯数の
歯部24aが形成されている。歯部24aは、第3セン
サリング23の歯部23aが形成されていない上端側と
対向している。この第4センサリング24は、入力軸1
1の外周に、非磁性体の磁気遮蔽スペーサ29,30を
介して嵌挿固定されている。磁気遮蔽スペーサ29は、
磁気遮蔽スペーサ28と磁気遮蔽スペーサ30との間に
位置し、第3センサリング23と第4センサリング24
との間を所定の間隔r2に位置決めしている。また、磁
気遮蔽スペーサ30の上端側はサークリップ35によっ
て位置決めされている。At the lower end of the fourth sensor ring 24, a tooth portion 24a having a smaller number of teeth than the tooth portion 23a of the third sensor ring 23 is formed. The teeth 24a face the upper end of the third sensor ring 23 where the teeth 23a are not formed. The fourth sensor ring 24 is connected to the input shaft 1
A non-magnetic magnetic shielding spacer 29, 30 is inserted into and fixed to the outer periphery of 1. The magnetic shielding spacer 29
The third sensor ring 23 and the fourth sensor ring 24 are located between the magnetic shield spacer 28 and the magnetic shield spacer 30.
Are positioned at a predetermined interval r2. The upper end side of the magnetic shielding spacer 30 is positioned by a circlip 35.
【0027】上述した第1センサリング21の上端およ
び第2センサリング22の下端とは、図2に示すように
軸線方向に所定の隙間r1を有して同軸的に配置されて
いる。また、歯部21aおよび歯部22aとの円周方向
の重なり長さ(以下、ラップ量H1という)は、ハンド
ルが中立時(入力軸11と出力軸12の間にトルクが作
用していない時)において、所定のラップ量H0となる
ように設定されている。As shown in FIG. 2, the upper end of the first sensor ring 21 and the lower end of the second sensor ring 22 are coaxially arranged with a predetermined gap r1 in the axial direction. The overlap length of the tooth portions 21a and 22a in the circumferential direction (hereinafter referred to as wrap amount H1) is determined when the handle is in a neutral position (when no torque acts between the input shaft 11 and the output shaft 12). In), the lap amount is set to be a predetermined lap amount H0.
【0028】同様に、第2センサリング22の上端およ
び第3センサリング23の下端とは、軸線方向に所定の
隙間r1を有して同軸的に配置されている。また、歯部
22bおよび歯部23aとのラップ量H2は、H1と同
様にハンドルが中立時において、所定のラップ量H0と
なるように設定されている。図2に示すように、この歯
部22b,23aの重なり合う側と、上記した歯部21
a,22aが重なり合う側とは反対側となっている。こ
のため、入力軸11と出力軸12との間に相対回転が生
じ、歯部21a,22aのラップ量H1が増大すれば、
歯部22b,23aのラップ量H2は同じ割合で減少
し、歯部21a,22aのラップ量H1が減少すれば、
歯部22b,23aのラップ量H2は同じ割合で増大す
るようになっている。Similarly, the upper end of the second sensor ring 22 and the lower end of the third sensor ring 23 are coaxially arranged with a predetermined gap r1 in the axial direction. The lap amount H2 between the teeth 22b and the teeth 23a is set to be a predetermined lap amount H0 when the steering wheel is in the neutral state, similarly to H1. As shown in FIG. 2, the overlapping side of the teeth 22b and 23a and the teeth 21
a, 22a are opposite to the side where they overlap. Therefore, if relative rotation occurs between the input shaft 11 and the output shaft 12 and the wrap amount H1 of the tooth portions 21a and 22a increases,
If the wrap amount H2 of the tooth portions 22b and 23a decreases at the same rate, and if the wrap amount H1 of the tooth portions 21a and 22a decreases,
The wrap amount H2 of the tooth portions 22b and 23a increases at the same rate.
【0029】第1検出コイル41、第2検出コイル4
2、第3検出コイル43の3つの検出コイルは、コイル
ガイド38を介して上ハウジング16に固定されてい
る。コイルガイド38は磁性体からなる環状部材であ
り、下側から順にガイドリング部38a,38b,38
c,38dを備えている。各ガイドリング部38a,3
8b,38c,38dは、それぞれ順に第1から第4セ
ンサリング21,22,23,24と対向するように固
定されており、第1検出コイル41はガイドリング部3
8a,38bの間に環状に巻回されることにより、歯部
21aと歯部22aとが対向する位置に配置されてい
る。First detection coil 41, second detection coil 4
The three detection coils of the second and third detection coils 43 are fixed to the upper housing 16 via the coil guide 38. The coil guide 38 is an annular member made of a magnetic material, and guide ring portions 38a, 38b, 38
c, 38d. Each guide ring portion 38a, 3
8b, 38c, and 38d are fixed so as to face the first to fourth sensor rings 21, 22, 23, and 24, respectively.
The teeth 21a and the teeth 22a are arranged at positions facing each other by being wound in a ring shape between the teeth 8a and 38b.
【0030】同様に第2検出コイル42はガイドリング
部38b,38cの間に環状に巻回され、歯部22bと
歯部23aとが対向する位置に配置されており、第3検
出コイル43はガイドリング部38c,38dの間に環
状に巻回され、第3センサリング23の上端と歯部24
aとが対向する位置に配置されている。このような構成
によって、第1検出コイル41、第2検出コイル42、
第3検出コイル43は、コイルガイド38および第1か
ら第4センサリング21,22,23,24の間に磁路
R1,R2,R3を形成する。Similarly, the second detection coil 42 is annularly wound between the guide ring portions 38b and 38c, and is disposed at a position where the tooth portion 22b and the tooth portion 23a face each other. It is wound annularly between the guide ring portions 38c and 38d, and the upper end of the third sensor ring 23 and the tooth portion 24
a are arranged at positions facing each other. With such a configuration, the first detection coil 41, the second detection coil 42,
The third detection coil 43 forms magnetic paths R1, R2, R3 between the coil guide 38 and the first to fourth sensor rings 21, 22, 23, 24.
【0031】次に本実施の形態の電気的構成を図4に基
づいて説明する。上記第1検出コイル41、第2検出コ
イル42、第3検出コイル43は、ブリッジ回路を形成
しており、各検出コイル41,42,43の一端は連結
されて接地されており、他端は所定の抵抗値を有する抵
抗46,47,48を介して連結されて発振器44に接
続されている。発振器44は、所定の周波数の定電圧交
流を発生するようになっている。第1検出コイル41と
抵抗46の間は、ピークホールド回路51に接続されて
いる。同様に第2検出コイル42と抵抗47の間は、ピ
ークホールド回路52に接続され、第3検出コイル43
と抵抗48の間は、ピークホールド回路53に接続され
ている。ピークホールド回路51,52,53は、各検
出コイル41,42,43からの正弦波形の出力の最大
値を保持して出力するものである。Next, the electrical configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. The first detection coil 41, the second detection coil 42, and the third detection coil 43 form a bridge circuit. One end of each detection coil 41, 42, 43 is connected and grounded, and the other end is connected. It is connected to the oscillator 44 via resistors 46, 47 and 48 having a predetermined resistance value. The oscillator 44 generates a constant voltage AC having a predetermined frequency. The peak hold circuit 51 is connected between the first detection coil 41 and the resistor 46. Similarly, a portion between the second detection coil 42 and the resistor 47 is connected to the peak hold circuit 52, and the third detection coil 43
The resistor 48 is connected to the peak hold circuit 53. The peak hold circuits 51, 52, and 53 hold and output the maximum value of the sine waveform output from each of the detection coils 41, 42, and 43.
【0032】ピークホールド回路51は、差動増幅器5
4の非反転入力端子に接続されている。ピークホールド
回路53は、2つに分岐して一方が差動増幅器54の反
転入力端子に接続され、他方が差動増幅器55の非反転
入力端子に接続されている。ピークホールド回路52
は、差動増幅器55の反転入力端子に接続されている。
差動増幅器54の出力端子は電圧−電流変換回路56に
接続され、電圧−電流変換回路56の出力端子は制御装
置60に接続されている。また、差動増幅器55の出力
端子は電圧−電流変換回路57に接続され、電圧−電流
変換回路57の出力端子は制御装置60に接続されてい
る。従って、第1検出コイル41、第2検出コイル4
2、第3検出コイル43のそれぞれの出力値をA1,A
2,A3とすると、電圧−電流変換回路56から出力さ
れるメイン出力A4は、A4=A1−A3+αとなり、
電圧−電流変換回路57から出力されるサブ出力A5
は、A5=A3−A2+αとなる。αはオフセット値で
ある。このメイン出力A4およびサブ出力A5の式と、
上述したセンサ部20の構成から明らかなようにメイン
出力A4およびサブ出力A5は、正常状態においては基
本的に同じ値となる。また、第1検出コイル41の異
常、即ち出力A1の異常は、メイン出力A4のみに影響
を与え、サブ出力A5には影響を与えないようになって
いる。逆に第2検出コイル42の異常、即ち出力A2の
異常は、サブ出力A5のみに影響を与え、メイン出力A
4には影響を与えないようになっている。The peak hold circuit 51 includes a differential amplifier 5
4 non-inverting input terminals. The peak hold circuit 53 is branched into two, one of which is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 54, and the other is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 55. Peak hold circuit 52
Are connected to the inverting input terminal of the differential amplifier 55.
An output terminal of the differential amplifier 54 is connected to a voltage-current conversion circuit 56, and an output terminal of the voltage-current conversion circuit 56 is connected to a control device 60. The output terminal of the differential amplifier 55 is connected to the voltage-current conversion circuit 57, and the output terminal of the voltage-current conversion circuit 57 is connected to the control device 60. Therefore, the first detection coil 41, the second detection coil 4
The output values of the second and third detection coils 43 are A1, A
2, A3, the main output A4 output from the voltage-current conversion circuit 56 is A4 = A1-A3 + α,
Sub output A5 output from voltage-current conversion circuit 57
Is A5 = A3-A2 + α. α is an offset value. The formulas of the main output A4 and the sub output A5 are as follows:
As is clear from the configuration of the sensor unit 20, the main output A4 and the sub output A5 have basically the same value in a normal state. Further, the abnormality of the first detection coil 41, that is, the abnormality of the output A1, affects only the main output A4 and does not affect the sub-output A5. Conversely, the abnormality of the second detection coil 42, that is, the abnormality of the output A2 affects only the sub-output A5, and the main output A
No. 4 is not affected.
【0033】制御装置(ECU)60は、中央処理装置
(CPU)62、インタフェース61およびメモリ63
を主な構成としており、インタフェース61を介して上
記メイン出力A4およびサブ出力A5が入力されるよう
になっている。また、メモリ63には、メイン出力A4
およびサブ出力A5に基づいて電動モータ65を制御す
るためのプログラムや、後述するトルク検出回路に異常
が生じた時にウォーニングランプ66を点灯する等の異
常処理を行うプログラム等が記憶されている。The control unit (ECU) 60 includes a central processing unit (CPU) 62, an interface 61, and a memory 63.
The main output A4 and the sub output A5 are input via the interface 61. The memory 63 has a main output A4
Further, a program for controlling the electric motor 65 based on the sub output A5, a program for performing an abnormality process such as turning on a warning lamp 66 when an abnormality occurs in a torque detection circuit described later, and the like are stored.
【0034】次に本実施の形態の作用を説明する。図4
(a)の実線は正常な状態での第1検出コイル41、第
2検出コイル42、第3検出コイル43の各出力A1,
A2,A3を示したものであり、図4(b)の実線は正
常な状態でのメイン出力A4およびサブ出力A5を示し
たものである。Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG.
The solid line in (a) shows each output A1, of the first detection coil 41, the second detection coil 42, and the third detection coil 43 in a normal state.
A2 and A3 are shown, and the solid line in FIG. 4B shows the main output A4 and the sub-output A5 in a normal state.
【0035】ハンドルが中立状態にあり、操舵トルクが
0の状態にある場合には、入力軸11と出力軸12の間
に相対回転は生じていないため、第1センサリング21
の歯部21aと第2センサリング22の歯部22aのラ
ップ量H1は、初期値H0であり、同様に第2センサリ
ング22の歯部22bと第3センサリング23の歯部2
3aのラップ量H2も初期値H0である。この状態では
各検出コイル41,42,43の出力A1,A2,A3
は同じ値となり、メイン出力A4およびサブ出力A5は
オフセット値αとなる。When the steering wheel is in a neutral state and the steering torque is 0, no relative rotation occurs between the input shaft 11 and the output shaft 12, so that the first sensor ring 21
The lap amount H1 between the tooth portion 21a of the second sensor ring 22 and the tooth portion 22a of the second sensor ring 22 is an initial value H0, and similarly, the tooth portion 22b of the second sensor ring 22 and the tooth portion 2 of the third sensor ring 23.
The lap amount H2 of 3a is also the initial value H0. In this state, the outputs A1, A2, A3 of the respective detection coils 41, 42, 43
Have the same value, and the main output A4 and the sub output A5 have the offset value α.
【0036】この状態よりハンドルを操舵すると、入力
軸11が回転され、これによりトーションバ13が捩じ
られ、入力軸11と出力軸12の間に相対回転が生じ
る。これに伴って、第1センサリング21、第2センサ
リング22および第3センサリング23の間にも相対回
転が生じる。即ち、第1センサリング21の歯部21a
と第2センサリング22の歯部22aのラップ量H1が
増大する方向に変位する時、第2センサリング22の歯
部22bと第3センサリング23の歯部23aのラップ
量H2は減少する方向に変位し、歯部21aと歯部22
aのラップ量H1が減少する方向に変位する時、歯部2
2bと歯部23aのラップ量H2は増大する方向に変位
する。なお、第4センサリング24は第3センサリング
23と同様に入力軸11に固定されているため両者の間
に相対回転は生じない。When the steering wheel is steered in this state, the input shaft 11 is rotated, whereby the torsion bar 13 is twisted, and relative rotation occurs between the input shaft 11 and the output shaft 12. Accordingly, relative rotation occurs between the first sensor ring 21, the second sensor ring 22, and the third sensor ring 23. That is, the tooth portion 21a of the first sensor ring 21
When the lap amount H1 of the tooth portion 22a of the second sensor ring 22 is displaced in the increasing direction, the wrap amount H2 of the tooth portion 22b of the second sensor ring 22 and the tooth portion 23a of the third sensor ring 23 decrease. And the tooth portions 21a and 22
a is displaced in a direction in which the lap amount H1 of the tooth a decreases.
The wrap amount H2 between the tooth 2b and the tooth portion 23a is displaced in an increasing direction. Since the fourth sensor ring 24 is fixed to the input shaft 11 similarly to the third sensor ring 23, no relative rotation occurs between them.
【0037】従って、第1検出コイル41と第2検出コ
イル42の出力A1,A2は対称に変化する値となり、
第3検出コイル43の出力A3は一定の値となる。そし
て、メイン出力A4およびサブ出力A5は同じ値とな
る。なお、このメイン出力A4およびサブ出力A5は、
通常の使用範囲において常に上限値F1と下限値F2の
な間にあるように設定されている。なお、上記した正常
状態の出力A1〜A5の直線は、上記抵抗46,47,
48および作動増幅器54,55内の抵抗の抵抗値を変
化させることによって所望の直線となるように微調整さ
れるようになっている。Therefore, the outputs A1 and A2 of the first detection coil 41 and the second detection coil 42 have values that change symmetrically,
The output A3 of the third detection coil 43 has a constant value. Then, the main output A4 and the sub output A5 have the same value. The main output A4 and the sub output A5 are
It is set so as to be always between the upper limit value F1 and the lower limit value F2 in a normal use range. The straight lines of the outputs A1 to A5 in the normal state are connected to the resistors 46, 47,
By changing the resistance values of the resistors 48 and the operational amplifiers 54 and 55, fine adjustment is performed so that a desired straight line is obtained.
【0038】次に第1検出コイル41、第2検出コイル
42、第3検出コイル43に異常が生じた場合について
順に説明する。 〔1.第1検出コイル41または第2検出コイル42が
ショートした時〕第1検出コイル41がショートした場
合、図5(a)のA1−1に示すように出力A1は0に
近い値に飛んでしまうため、メイン出力A4も0に近い
値に飛び、下限値F2を下回る(図4(b)のA4−
1)。このため出力A1が下限値F2から外れたことを
検出することによって、第1検出コイル41のショート
による異常を検出することができる。制御装置60はこ
の異常を検出すると、電動モータ65の停止、ウォーニ
ングランプ66を点灯する等の異常処理を行う。Next, a case where an abnormality occurs in the first detection coil 41, the second detection coil 42, and the third detection coil 43 will be described in order. [1. When the first detection coil 41 or the second detection coil 42 is short-circuited] When the first detection coil 41 is short-circuited, the output A1 jumps to a value close to 0 as indicated by A1-1 in FIG. Therefore, the main output A4 also jumps to a value close to 0, and falls below the lower limit value F2 (A4 in FIG. 4B).
1). Therefore, by detecting that the output A1 has deviated from the lower limit F2, it is possible to detect an abnormality due to a short circuit of the first detection coil 41. Upon detecting this abnormality, the control device 60 performs an abnormality process such as stopping the electric motor 65 and turning on the warning lamp 66.
【0039】第2検出コイル42がショートした場合、
図5(a)のA2−1に示すように出力A2は0に近い
値に飛んでしまうため、サブ出力A5がプラス方向の大
きな値に飛び(図5(b)のA5−1)、上限値F1を
上回り、第2検出コイル42のショートによる異常を検
出することができる。制御装置60はこの異常を検出す
ることによって、上記第1検出コイル41がショートし
た場合と同様の異常処理を行う。When the second detection coil 42 is short-circuited,
As shown in A2-1 of FIG. 5A, the output A2 flies to a value close to 0, so that the sub output A5 flies to a large value in the positive direction (A5-1 of FIG. 5B), Above the value F1, an abnormality due to a short circuit of the second detection coil 42 can be detected. By detecting this abnormality, the control device 60 performs the same abnormality processing as when the first detection coil 41 is short-circuited.
【0040】以上のように第1検出コイル41または第
2検出コイル42のショートによる異常は、メイン出力
A4とサブ出力A5のそれぞれが下限値F2から上限値
F1までの許容範囲内にあるかを判断することによって
検出できる。 〔2.第1検出コイル41または第2検出コイル42が
断線した時〕第1検出コイル41が断線した場合、図6
(a)のA1−2に示すように出力A1はプラスス方向
の大きな値に飛んでしまうため、メイン出力A4もプラ
ス方向に飛び、上限値F1を上回り(図6(b)のA4
−2)、第1検出コイル41の断線による異常を検出す
ることができる。制御装置60はこの異常を検出するこ
とによって、上記第1検出コイル41がショートした場
合と同様の異常処理を行う。As described above, the abnormality caused by the short circuit of the first detection coil 41 or the second detection coil 42 is determined by determining whether each of the main output A4 and the sub output A5 is within the allowable range from the lower limit F2 to the upper limit F1. It can be detected by judgment. [2. When the first detection coil 41 or the second detection coil 42 is disconnected] When the first detection coil 41 is disconnected, FIG.
As shown in A1-2 of (a), since the output A1 flies to a large value in the plus direction, the main output A4 also flies in the plus direction and exceeds the upper limit F1 (A4 in FIG. 6B).
-2) It is possible to detect an abnormality due to disconnection of the first detection coil 41. By detecting this abnormality, the control device 60 performs the same abnormality processing as when the first detection coil 41 is short-circuited.
【0041】第2検出コイル42が断線した場合、図6
(a)のA2−2に示すように出力A2はプラスス方向
の大きな値に飛んでしまうため、メイン出力A5が0に
近い値となり(図5(b)のA5−2)、下限値F2を
下回り、第2検出コイル42の断線による異常を検出す
ることができる。制御装置60はこの異常を検出するこ
とによって、上記第1検出コイル41がショートした場
合と同様の異常処理を行う。When the second detection coil 42 is disconnected, FIG.
Since the output A2 jumps to a large value in the plus direction as indicated by A2-2 in (a), the main output A5 becomes a value close to 0 (A5-2 in FIG. 5B), and the lower limit value F2 is reduced. It is possible to detect an abnormality due to the disconnection of the second detection coil 42 when the second detection coil 42 drops. By detecting this abnormality, the control device 60 performs the same abnormality processing as when the first detection coil 41 is short-circuited.
【0042】以上のように第1検出コイル41または第
2検出コイル42の断線による異常は、ショートの場合
と同様に、メイン出力A4とサブ出力A5のそれぞれが
下限値F2から上限値F1までの許容範囲内にあるかを
判断することによって検出できる。 〔3.第1検出コイル41または第2検出コイル42が
レアショートした時〕第1検出コイル41がレアショー
トした場合、図7(a)のA1−3に示すように出力A
1は変動し、正常な値からオフセットした直線となる。
このためメイン出力A4も変動し、正常な値からオフセ
ットした直線(図7(b)のA4−3)となる。一方、
第2検出コイル42は正常に作動しているため、サブ出
力A5は正常な直線となる。従って、正常な出力A5と
異常な出力A4−3との間には誤差ΔIが生じる。この
ため、メイン出力A4とサブ出力A5との間に生じる誤
差ΔIが許容範囲内にあるかを判断することによって、
第1検出コイル41のレアショートによる異常を検出で
きる。制御装置60はこの異常を検出することによっ
て、上記第1検出コイル41がショートした場合と同様
に電動モータ65の停止、ウォーニングランプ66を点
灯する等の異常処理を行う。As described above, the abnormality caused by the disconnection of the first detection coil 41 or the second detection coil 42 is caused by the main output A4 and the sub output A5 each having the lower limit value F2 to the upper limit value F1. It can be detected by judging whether it is within the allowable range. [3. When the first detection coil 41 or the second detection coil 42 is short-circuited rarely] When the first detection coil 41 is short-circuited rarely, as shown in A1-3 of FIG.
1 fluctuates and becomes a straight line offset from a normal value.
Therefore, the main output A4 also fluctuates and becomes a straight line (A4-3 in FIG. 7B) offset from the normal value. on the other hand,
Since the second detection coil 42 operates normally, the sub output A5 becomes a normal straight line. Therefore, an error ΔI occurs between the normal output A5 and the abnormal output A4-3. Therefore, by determining whether the error ΔI generated between the main output A4 and the sub output A5 is within an allowable range,
An abnormality due to a rare short of the first detection coil 41 can be detected. By detecting this abnormality, the control device 60 performs abnormality processing such as stopping the electric motor 65 and turning on the warning lamp 66 as in the case where the first detection coil 41 is short-circuited.
【0043】同様に第2検出コイル42がレアショート
した場合、出力A2は変動し、オフセットするため(図
7(a)A2−3)、サブ出力A5も変動し、オフセッ
トする(図7(a)のA2−3)。このため、正常なメ
イン出力A4と異常なサブ出力A5−3との間には誤差
ΔIが生じる。従って、メイン出力A4とサブ出力A5
との間に生じる誤差ΔIが許容範囲内にあるかを判断す
ることによって、第2検出コイル42のレアショートに
よる異常を検出できる。制御装置60はこの異常を検出
することによって、上記第1検出コイル41がショート
した場合と同様の異常処理を行う。Similarly, when the second detection coil 42 is short-circuited rarely, the output A2 fluctuates and offsets (A2-3 in FIG. 7A), so that the sub output A5 also fluctuates and offsets (FIG. 7A A2-3))). Therefore, an error ΔI occurs between the normal main output A4 and the abnormal sub-output A5-3. Therefore, the main output A4 and the sub output A5
By determining whether the error ΔI occurring between the second detection coil and the second detection coil is within an allowable range, it is possible to detect an abnormality due to a rare short of the second detection coil. By detecting this abnormality, the control device 60 performs the same abnormality processing as when the first detection coil 41 is short-circuited.
【0044】以上のように第1検出コイル41または第
2検出コイル42のレアショートによる異常は、メイン
出力A4とサブ出力A5との間に生じる誤差ΔIが許容
範囲内にあるかを判断することによって検出できる。 〔4.第3検出コイル43がショートした時〕温度補償
のための第3検出コイル43がショートした場合、図8
(a)のA3−4に示すように出力A3は0に近い値に
飛んでしまう。このため、メイン出力A4はプラス方向
に飛び、上限値F1を上回る(図8(b)のA4−
4)。また、サブ出力A5は0に近い値に飛び、下限値
F2を下回る(図8(b)のA5−4)。制御装置60
はこの異常を検出すると、上記第1検出コイル41がシ
ョートした場合と同様に電動モータ65の停止、ウォー
ニングランプ66を点灯する等の異常処理を行う。As described above, the abnormality caused by the rare short of the first detection coil 41 or the second detection coil 42 is determined by determining whether the error ΔI generated between the main output A4 and the sub output A5 is within an allowable range. Can be detected by [4. When the third detection coil 43 is short-circuited] When the third detection coil 43 for temperature compensation is short-circuited, FIG.
As shown in A3-4 of (a), the output A3 flies to a value close to zero. For this reason, the main output A4 flies in the plus direction and exceeds the upper limit F1 (A4 in FIG. 8B).
4). The sub-output A5 jumps to a value close to 0, and falls below the lower limit F2 (A5-4 in FIG. 8B). Control device 60
When this abnormality is detected, abnormality processing such as stopping the electric motor 65 and turning on the warning lamp 66 is performed as in the case where the first detection coil 41 is short-circuited.
【0045】このように第3検出コイル43のショート
は、メイン出力A4とサブ出力A5のそれぞれが下限値
F2から上限値F1までの許容範囲内にあるかを判断す
ることによって検出できる。 〔5.第3検出コイル43が断線した時〕第3検出コイ
ル43が断線した場合、図9(a)のA3−5に示すよ
うに出力A3はプラス方向に飛んでしまう。このため、
メイン出力A4は0に近い値に飛び、下限値F2を下回
る(図9(b)のA4−5)。また、サブ出力A5はプ
ラス方向に飛び、上限値F1を上回る(図9(b)のA
5−5)。制御装置60はこの異常を検出すると、上記
第1検出コイル41がショートした場合と同様の異常処
理を行う。As described above, the short-circuit of the third detection coil 43 can be detected by determining whether each of the main output A4 and the sub-output A5 is within the allowable range from the lower limit F2 to the upper limit F1. [5. When the third detection coil 43 is disconnected] When the third detection coil 43 is disconnected, the output A3 flies in the positive direction as indicated by A3-5 in FIG. 9A. For this reason,
The main output A4 jumps to a value close to 0 and falls below the lower limit value F2 (A4-5 in FIG. 9B). The sub output A5 flies in the plus direction and exceeds the upper limit F1 (A in FIG. 9B).
5-5). Upon detecting this abnormality, the control device 60 performs the same abnormality processing as when the first detection coil 41 is short-circuited.
【0046】このように第3検出コイル43の断線は、
メイン出力A4とサブ出力A5のそれぞれが下限値F2
から上限値F1までの許容範囲内にあるかを判断するこ
とによって検出できる。 〔6.第3検出コイル43がレアショートした時〕第1
検出コイル41がレアショートした場合、図10(a)
のA3−6に示すように出力A3は変動し、正常な値か
らオフセットした直線となる。このため、メイン出力A
4とサブ出力A5は、互いに逆方向に変動し、正常な値
からオフセットした直線(図10(b)のA4−6,A
5−6)となる。従って、メイン出力A4−6とサブ出
力A5−6との間には誤差ΔIが生じる。このため、メ
イン出力A4とサブ出力A5との間に生じる誤差ΔIが
許容範囲内にあるかを判断することによって、第3検出
コイル43のレアショートによる異常を検出できる。制
御装置60はこの異常を検出することによって、上記第
1検出コイル41がショートした場合と同様に電動モー
タ65の停止、ウォーニングランプ66を点灯する等の
異常処理を行う。As described above, the disconnection of the third detection coil 43 is as follows.
Each of the main output A4 and the sub output A5 is the lower limit value F2.
Can be detected by judging whether or not it is within an allowable range from to the upper limit F1. [6. When the third detection coil 43 is short-circuited rarely]
When the detection coil 41 is short-circuited rarely, FIG.
As shown in A3-6, the output A3 fluctuates and becomes a straight line offset from the normal value. Therefore, the main output A
4 and the sub-output A5 fluctuate in the opposite directions to each other, and are offset from normal values by straight lines (A4-6, A4-6 in FIG.
5-6). Therefore, an error ΔI occurs between the main output A4-6 and the sub output A5-6. For this reason, by determining whether the error ΔI generated between the main output A4 and the sub output A5 is within an allowable range, it is possible to detect an abnormality due to a rare short of the third detection coil 43. By detecting this abnormality, the control device 60 performs abnormality processing such as stopping the electric motor 65 and turning on the warning lamp 66 as in the case where the first detection coil 41 is short-circuited.
【0047】次に以上述べた第1検出コイル41、第2
検出コイル42、第3検出コイル43の異常を検出する
プログラムの概要を図11のフローチャートに基づいて
説明する。異常検出プログラムは、ステップ100にお
いてメイン出力A4とサブ出力A5を入力する。そし
て、ステップ102においてメイン出力A4が下限値F
2から上限値F1の間にあるか否かを判断する。メイン
出力A4が下限値F2から上限値F1の間にある場合
(YES)、ステップ104に移行する。また、メイン
出力A4が下限値F2から上限値F1の間にない場合
(NO)、3つの検出コイル41,42,43のいずれ
かにショートまたは断線の異常が生じていると考えられ
るため、ステップ110に移行し、電動モータ65の停
止、ウォーニングランプ66を点灯する等の異常処理を
行った後、この異常検出プログラムを終了する。Next, the first detection coil 41 and the second
An outline of a program for detecting an abnormality of the detection coil 42 and the third detection coil 43 will be described with reference to a flowchart of FIG. In step 100, the abnormality detection program inputs the main output A4 and the sub output A5. Then, in step 102, the main output A4 is set to the lower limit value F.
It is determined whether it is between 2 and the upper limit F1. When the main output A4 is between the lower limit F2 and the upper limit F1 (YES), the process proceeds to step 104. If the main output A4 is not between the lower limit value F2 and the upper limit value F1 (NO), it is considered that any of the three detection coils 41, 42, 43 has a short-circuit or disconnection abnormality. The process proceeds to 110, where abnormal processing such as stopping of the electric motor 65 and turning on the warning lamp 66 is performed, and then the abnormality detection program is terminated.
【0048】ステップ104では、ステップ102と同
様にサブ出力A5が下限値F2から上限値F1の間にあ
るか否かを判断する。サブ出力A5が下限値F2から上
限値F1の間にある場合(YES)、ステップ106に
移行する。また、サブ出力A5が下限値F2から上限値
F1の間にない場合(NO)、3つの検出コイル41,
42,43のいずれかにショートまたは断線の異常が生
じていると考えられるため、ステップ110に移行して
異常処理を行った後、この異常検出プログラムを終了す
る。In step 104, similarly to step 102, it is determined whether or not the sub output A5 is between the lower limit value F2 and the upper limit value F1. If the sub output A5 is between the lower limit F2 and the upper limit F1 (YES), the process proceeds to step 106. When the sub output A5 is not between the lower limit F2 and the upper limit F1 (NO), the three detection coils 41,
Since it is considered that an abnormality such as a short circuit or a disconnection has occurred in any of 42 and 43, the routine proceeds to step 110 to perform abnormality processing, and then ends this abnormality detection program.
【0049】ステップ106では、メイン出力A4とサ
ブ出力A5の差分ΔIが許容範囲内にあるか否かを判断
する。この許容範囲は実験を行ってあらかじめ定めたも
のである。差分ΔIが許容範囲内にある場合(YE
S)、ステップ108に移行する。また、差分ΔIが許
容範囲内にない場合(NO)、3つの検出コイル41,
42,43のいずれかにレアショートによる異常が生じ
ていると考えられるため、ステップ110に移行して異
常処理を行った後、この異常検出プログラムを終了す
る。In step 106, it is determined whether or not the difference ΔI between the main output A4 and the sub output A5 is within an allowable range. This permissible range is determined in advance by performing experiments. When the difference ΔI is within the allowable range (YE
S), proceed to step 108. When the difference ΔI is not within the allowable range (NO), the three detection coils 41,
Since it is considered that an abnormality due to a rare short has occurred in any of 42 and 43, the routine proceeds to step 110 to perform abnormality processing, and then ends this abnormality detection program.
【0050】ステップ108では、以上のステップによ
ってメイン出力A4とサブ出力A5の値は正常なもので
あると考えられるため、両出力を電動モータ65を制御
するために出力し、この異常検出プログラムを終了す
る。ただし、実際に電動モータ65を制御に使用される
のはメイン出力A4のみである。このように上記した異
常検出プログラムを経たメイン出力A4とサブ出力A5
は、第3検出コイル43の出力値を基準としているため
周囲温度の影響による誤差が取り除かれ、しかも3つの
検出コイル41,42,43のいずれにも異常がない信
頼性の高い値となる。In step 108, since the values of the main output A4 and the sub output A5 are considered to be normal by the above steps, both outputs are output to control the electric motor 65, and this abnormality detection program is executed. finish. However, only the main output A4 is actually used for controlling the electric motor 65. Thus, the main output A4 and the sub output A5 which have passed through the abnormality detection program described above.
Is based on the output value of the third detection coil 43, the error due to the influence of the ambient temperature is removed, and all of the three detection coils 41, 42, and 43 have high reliability without any abnormality.
【0051】以上述べたように本実施の形態のトルクセ
ンサは、2つのトルク検出値A1,A2と、1つの温度
補償値A3より、温度補償されたメイン出力A4とサブ
出力A5を検出し、この2つの出力A4,A5からトル
ク検出回路の異常を検出するものである。本実施の形態
では、2つのトルク検出値A1,A2を検出するための
センサリングは、センサリング21,22,23の3つ
であり、センサリング22を両トルク値A1,A2を求
める際に兼用することによって、トルクセンサの小型化
と部品点数の削減を実現している(請求項1に対応す
る)。しかし、トルク検出値A1,A2を完全に分離
し、それぞれ1組ずつの計2組のセンサリングの相対変
位からトルク値を検出する構成としても良い(請求項2
に対応し、2組のセンサリングの相対変位からトルク値
を検出する手段が第1、第2検出手段に対応する。ま
た、本実施の形態を請求項2に対応させると、第1、第
2センサ部に第1、第2センサリング21,22が対応
し、第3、第4センサ部に第2、第3センサリング2
2,23が対応する)。この場合、トルク検出値A1,
A2を求めるためのセンサリングの数は4つ(温度補償
を併せると5つ)となる。As described above, the torque sensor according to the present embodiment detects the temperature-compensated main output A4 and sub-output A5 from the two torque detection values A1 and A2 and one temperature compensation value A3. An abnormality of the torque detection circuit is detected from the two outputs A4 and A5. In the present embodiment, the three sensor rings for detecting the two torque detection values A1 and A2 are the sensor rings 21, 22, and 23, and the sensor ring 22 is used to determine the two torque values A1 and A2. The dual use achieves downsizing of the torque sensor and reduction of the number of parts (corresponding to claim 1). However, the torque detection values A1 and A2 may be completely separated, and the torque value may be detected from the relative displacement of two sets of sensor rings, one set each.
The means for detecting the torque value from the relative displacement of the two sets of sensor rings corresponds to the first and second detecting means. Further, when this embodiment corresponds to claim 2, first and second sensor rings 21 and 22 correspond to the first and second sensor units, and second and third sensor rings correspond to the third and fourth sensor units. Sensor ring 2
2,23 correspond). In this case, the torque detection values A1,
The number of sensor rings for obtaining A2 is four (five when temperature compensation is added).
【0052】また、本実施の形態のトルクセンサは、2
つのトルク検出値A1,A2を検出するために、入力軸
11に第1センサリング21および第3センサリング2
3を取り付け、出力軸12に第2センサリング22を取
り付けた構成となっているが、逆に入力軸11に第2セ
ンサリングを取り付け、出力軸12に第1センサリング
および第3センサリングを取り付けた構成としても良
い。Further, the torque sensor of the present embodiment
In order to detect the two torque detection values A1 and A2, the first sensor ring 21 and the third sensor ring 2
3 is attached, and the second sensor ring 22 is attached to the output shaft 12. On the contrary, the second sensor ring is attached to the input shaft 11, and the first sensor ring and the third sensor ring are attached to the output shaft 12. It is good also as a structure attached.
【0053】さらに、本実施の形態のトルクセンサは、
温度補償された後のメイン出力A4とサブ出力A5を比
較してレアショートを検出しているが(請求項3に対
応)、2つのトルク検出値A1,A2を比較することに
よって、レアショートを検出すし、正常と判断した後に
温度補償をする構成としても良い。次に第2の実施の形
態について説明する。上記第1の実施の形態のトルクセ
ンサは、トルクセンサの軸方向の長さが従来のものに比
べて長くなることを防止するために、第1センサリング
21をマニュアルストッパ部である入力軸11のフラン
ジ部11a外周に取り付けているが、第2の実施の形態
は、さらに全長を短くしたものである。Further, the torque sensor according to the present embodiment
The main output A4 and the sub output A5 after temperature compensation are compared to detect a rare short (corresponding to claim 3). By comparing the two torque detection values A1 and A2, a rare short is detected. The temperature may be compensated after detecting and judging that it is normal. Next, a second embodiment will be described. In the torque sensor according to the first embodiment, in order to prevent the axial length of the torque sensor from being longer than that of the conventional one, the first sensor ring 21 is connected to the input shaft 11 serving as a manual stopper. Is mounted on the outer periphery of the flange portion 11a, but in the second embodiment, the overall length is further reduced.
【0054】上記第1の実施の形態では、第1から第3
センサリング21,22,23の上端または下端に歯部
21a,22a,22b,23aを形成し、センサリン
グのラップ量H1,H2の変化を軸方向で検出する構成
としている。次に示す第2の実施の形態では、第1から
第3センサリングが重なり合うように配置し、センサリ
ングのラップ量の変化を径方向で検出する構成としてい
る。また、第1の実施の形態の第3センサリング23と
第4センサリング24を一体化した構成となっている。
第1の実施の形態と第2の実施の形態では、第1の実施
の形態と異なる部分のみを説明し、それ以外の同じ部分
は第1の実施の形態と同じ番号を付して説明を省略す
る。In the first embodiment, the first to the third
The teeth 21a, 22a, 22b, 23a are formed at the upper end or the lower end of the sensor rings 21, 22, 23, and the change of the wrap amount H1, H2 of the sensor ring is detected in the axial direction. In the following second embodiment, the first to third sensor rings are arranged so as to overlap each other, and a change in the wrap amount of the sensor ring is detected in the radial direction. Further, the third sensor ring 23 and the fourth sensor ring 24 of the first embodiment are integrated.
In the first embodiment and the second embodiment, only parts different from the first embodiment will be described, and the other same parts will be denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment and described. Omitted.
【0055】図12は第2の実施の形態のを示したもの
である。図13(a)は図11のA矢視図であり、
(b)は図11のB−B断面であり、(c)は図11の
C−C断面である。また、図14(a)は第3センサリ
ング230の上面図であり、(b)は第3センサリング
230の側面図である。第2の実施の形態のセンサ部2
00は主に、下側から順に第1から第3センサリング2
10,220,230と第1から第3検出コイル41,
42,43の3つの検出コイルから構成されており、第
3センサリング230が第1の実施の形態の第3センサ
リング23と第4センサリング24を兼ねた構成となっ
ている。FIG. 12 shows the second embodiment. FIG. 13A is a view taken in the direction of the arrow A in FIG.
(B) is a BB section of FIG. 11, and (c) is a CC section of FIG. FIG. 14A is a top view of the third sensor ring 230, and FIG. 14B is a side view of the third sensor ring 230. Sensor unit 2 according to second embodiment
00 is mainly the first to third sensor rings 2 in order from the bottom.
10, 220, 230 and the first to third detection coils 41,
The third sensor ring 230 is composed of three detection coils 42 and 43, and the third sensor ring 230 also serves as the third sensor ring 23 and the fourth sensor ring 24 of the first embodiment.
【0056】第1センサリング210の上端には、一定
のピッチで片側が傾斜した台形形状の歯部210aが形
成されている。この第1センサリング210は、入力軸
11のフランジ部11a外周に、非磁性体の磁気遮蔽ス
ペーサ260を介して嵌挿固定されるととにもに、ピン
260aによって固定されている。第2センサリング2
20の上端および下端には、上記した第1センサリング
210の歯部210aと等しい一定のピッチの矩形の歯
部220a,220bが形成されている。第2センサリ
ング220は、第1センサリング210よりも径が小さ
く、内側に位置するようになっており、歯部220a
は、第1センサリング210の歯部210aと重なり合
い、歯部220bは、後述する第3センサリング230
の歯部230aと重なり合うようになっている。この第
2センサリング220は、出力軸12の先端外周に、非
磁性体の磁気遮蔽スペーサ270を介して嵌挿固定され
るととにもに、ピン270aによって固定されている。At the upper end of the first sensor ring 210, a trapezoidal tooth portion 210a having one side inclined at a constant pitch is formed. The first sensor ring 210 is fitted and fixed to the outer periphery of the flange portion 11a of the input shaft 11 via a nonmagnetic magnetic shielding spacer 260, and is also fixed by a pin 260a. Second sensor ring 2
At the upper end and the lower end of 20, there are formed rectangular teeth 220a and 220b having a constant pitch equal to the teeth 210a of the first sensor ring 210 described above. The second sensor ring 220 has a smaller diameter than the first sensor ring 210 and is located on the inner side.
Overlaps with the tooth portion 210a of the first sensor ring 210, and the tooth portion 220b
Of the tooth 230a. The second sensor ring 220 is fitted and fixed to the outer periphery of the distal end of the output shaft 12 via a nonmagnetic magnetic shielding spacer 270, and is also fixed by a pin 270a.
【0057】第3センサリング230の下端には、上記
した第2センサリング220の歯部220aと等しい一
定のピッチで片側が傾斜した台形形状の歯部230aが
形成されている。第3センサリング230は、第1セン
サリング210と同じ径を有し、第2センサリング22
0の外側に位置するようになっている。また、この歯部
230aに形成された傾斜の方向は図13(a)に示す
ように歯部210aの傾斜方向と逆方向となっている。
また、第3センサリング230の上端には、第1の実施
の形態の第4センサリング24に相当する歯部240が
形成されている。歯部240は、上記した歯部210
a,220a,220b,230aの歯数よりも少ない
歯数となっている(本第2の実施の形態の場合は2
枚)。At the lower end of the third sensor ring 230, a trapezoidal tooth portion 230a having one side inclined at a constant pitch equal to the tooth portion 220a of the second sensor ring 220 is formed. The third sensor ring 230 has the same diameter as the first sensor ring 210 and the second sensor ring 22
0. The direction of the inclination formed on the teeth 230a is opposite to the direction of inclination of the teeth 210a as shown in FIG.
At the upper end of the third sensor ring 230, a tooth portion 240 corresponding to the fourth sensor ring 24 of the first embodiment is formed. The tooth part 240 is the tooth part 210 described above.
a, 220a, 220b, 230a are smaller than the number of teeth (in the case of the second embodiment, 2
Sheet).
【0058】この第3センサリング230は、入力軸1
1の外周に、非磁性体の磁気遮蔽スペーサ280を介し
て嵌挿固定されるととにもに、ピン280aによって固
定されている。また、磁気遮蔽スペーサ280の下端側
はサークリップ340によって位置決めされている。ま
た、磁気遮蔽スペーサ280の上側には、非磁性体の磁
気遮蔽スペーサ290が取り付けられており、この磁気
遮蔽スペーサ290の上端側はサークリップ350によ
って位置決めされている。The third sensor ring 230 is connected to the input shaft 1
1 is fitted and fixed on the outer periphery of the device 1 via a magnetic shielding spacer 280 made of a non-magnetic material, and is also fixed by a pin 280a. The lower end of the magnetic shielding spacer 280 is positioned by the circlip 340. A magnetic shield spacer 290 made of a non-magnetic material is attached above the magnetic shield spacer 280, and the upper end of the magnetic shield spacer 290 is positioned by the circlip 350.
【0059】上述した第1センサリング210の上側お
よび第2センサリング220の下側は、図13(b)に
示すように半径方向に所定の隙間r3を有して同軸的に
配置されている。また、歯部210aおよび歯部220
aとが三角形状に重なり合うラップ量H3は、ハンドル
が中立時において、所定の初期量H0となるように設定
されている。同様に、第2センサリング220の上側お
よび第3センサリング230の下側とは、半径方向に所
定の隙間r3を有して同軸的に配置されている。また、
歯部210aおよび歯部220aとのラップ量H4は、
ハンドルが中立時において、所定の初期量H0となるよ
うに設定されている。As shown in FIG. 13B, the upper side of the first sensor ring 210 and the lower side of the second sensor ring 220 are coaxially arranged with a predetermined gap r3 in the radial direction. . Further, the tooth portion 210a and the tooth portion 220
The lap amount H3 at which a overlaps with a in a triangular shape is set to be a predetermined initial amount H0 when the steering wheel is neutral. Similarly, the upper side of the second sensor ring 220 and the lower side of the third sensor ring 230 are coaxially arranged with a predetermined gap r3 in the radial direction. Also,
The wrap amount H4 between the tooth portion 210a and the tooth portion 220a is:
When the steering wheel is in the neutral position, the predetermined initial amount H0 is set.
【0060】図13(a)に示すように、この歯部22
0b,230aの重なり合う側と、上記した歯部210
a,220aが重なり合う側とは反対側となっている。
このため、入力軸11と出力軸12との間に相対回転し
た時には、歯部210a,220aのラップ量H3が増
大すれば、歯部220b,230aのラップ量H4は同
じ割合で減少し、歯部210a,220aのラップ量H
3が減少すれば、歯部220b,230aのラップ量H
4は同じ割合で増大するようになっている。As shown in FIG. 13A, the teeth 22
0b, 230a and the above-described tooth portion 210
a, 220a are on the side opposite to the side on which they overlap.
Therefore, when the input shaft 11 and the output shaft 12 rotate relative to each other, if the wrap amount H3 of the tooth portions 210a and 220a increases, the wrap amount H4 of the tooth portions 220b and 230a decreases at the same rate. Wrap amount H of parts 210a and 220a
3 decreases, the wrap amount H of the tooth portions 220b and 230a
4 increase at the same rate.
【0061】第1検出コイル41、第2検出コイル4
2、第3検出コイル43の3つの検出コイルの構成は、
第1の実施の形態と基本的に同じである。ただし、コイ
ルガイド38のガイドリング部38a,38b,38
c,38dは、それぞれ順に第1センサリング210、
第2センサリング220、第3センサリング230の歯
部230aの末端部、第3センサリング230の歯部2
40に対向するように固定されている。また、第1検出
コイル41は歯部210aと歯部220aとが重なり合
う位置に対向して配置され、第2検出コイル42は歯部
220bと歯部230aとが重なり合う位置に対向して
配置され、第3検出コイル43は第3センサリング23
0の歯部240の末端部に対向する位置に配置されてい
る。First detecting coil 41, second detecting coil 4
The configuration of the three detection coils of the second and third detection coils 43 is as follows.
This is basically the same as the first embodiment. However, the guide ring portions 38a, 38b, 38 of the coil guide 38
c and 38d respectively represent the first sensor ring 210,
Second sensor ring 220, distal end of tooth portion 230a of third sensor ring 230, tooth portion 2 of third sensor ring 230
It is fixed so as to face 40. In addition, the first detection coil 41 is disposed opposite to the position where the tooth portion 210a and the tooth portion 220a overlap, the second detection coil 42 is disposed opposite to the position where the tooth portion 220b and the tooth portion 230a overlap, The third detection coil 43 is connected to the third sensor ring 23.
It is located at a position facing the distal end of the zero tooth portion 240.
【0062】以上述べた構成によって、第2の実施の形
態のトルクセンサは、第1の実施の形態と同様に温度補
償と、レアショートを含めた検出コイルの異常検出の両
方の機能を備えるとともに、トルクセンサの全長を短く
することができる。また、第1の実施の形態では、セン
サリングが4枚であるのに対し、第2の実施の形態では
3枚となり、部品点数が減少しコストを低減することが
できる。With the configuration described above, the torque sensor according to the second embodiment has both functions of temperature compensation and detection of an abnormality of the detection coil including a rare short circuit, as in the first embodiment. Thus, the total length of the torque sensor can be reduced. Further, while the number of sensor rings is four in the first embodiment, it is three in the second embodiment, so that the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上述べたように本発明の請求項1の手
段は、第1および第2検出手段によって、2つのトルク
値を検出し、それぞれの検出値を第3検出手段より検出
された温度補償値によって補正し、温度補償されたメイ
ン出力とサブ出力を得る。そして、両者の差分によって
異常があるか否かを検出できるようにしたために、レア
ショートのような従来検出できなかった異常を検出でき
るという効果を有する。As described above, according to the first aspect of the present invention, two torque values are detected by the first and second detecting means, and the respective detected values are detected by the third detecting means. Correction is made by the temperature compensation value to obtain a temperature-compensated main output and sub-output. Further, since it is possible to detect whether or not there is an abnormality based on a difference between the two, there is an effect that an abnormality such as a rare short which cannot be detected conventionally can be detected.
【0064】また、請求項1の手段は、第2センサ部を
第1および第2検出手段で兼用することによって、セン
サ部を3つとしたためにトルクセンサの全長を短くでき
るとともに部品点数を低減できる。請求項2の手段は、
第1および第2検出手段を完全に分離することによっ
て、単純な構成で、上記効果を得ることができる。In the first aspect of the present invention, since the second sensor section is used as the first and second detection sections, the total length of the torque sensor can be shortened and the number of parts can be reduced because three sensor sections are used. . The means of claim 2 is
By completely separating the first and second detection means, the above effect can be obtained with a simple configuration.
【0065】請求項4の手段は、第3検出手段が周囲温
度を検出する被検出部を第1センサ部または第3センサ
部に一体的に取り付けたために、さらにトルクセンサの
全長を短くできるとともに部品点数を低減できる。請求
項5の手段は、メイン出力値とサブ出力値とがそれぞれ
許容範囲内にあるか否かを判断することによって、断線
およびショート等の異常を確実検出できる。従って、本
発明は温度補償された正確なトルク値を検出できるだけ
でなく、ショート、断線、レアショートのいずれの異常
の検出も可能となる。According to a fourth aspect of the present invention, since the detection portion for detecting the ambient temperature is integrally attached to the first sensor portion or the third sensor portion, the total length of the torque sensor can be further reduced. The number of parts can be reduced. The means of claim 5 can reliably detect an abnormality such as a disconnection or a short circuit by judging whether or not the main output value and the sub output value are within allowable ranges. Therefore, the present invention can detect not only an accurate torque value with temperature compensation, but also any abnormality such as short-circuit, disconnection, and rare short-circuit.
【図1】本発明の第1の実施の形態のトルクセンサの縦
断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a torque sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1実施の形態のセンサ部の外観を示した図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance of a sensor unit according to the first embodiment.
【図3】第1実施の形態のセンサ部の縦断面を示した図
である。FIG. 3 is a diagram illustrating a vertical cross section of a sensor unit according to the first embodiment.
【図4】第1実施の形態の電気的構成を示した図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing an electrical configuration of the first embodiment.
【図5】第1実施の形態において正常時と第1または第
2検出コイルがショートした時を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a normal state and a case where the first or second detection coil is short-circuited in the first embodiment.
【図6】第1実施の形態において第1または第2検出コ
イルが断線した時を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a case where the first or second detection coil is disconnected in the first embodiment.
【図7】第1実施の形態において第1または第2検出コ
イルがレアショートした時を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a case where the first or second detection coil is rarely short-circuited in the first embodiment.
【図8】第1実施の形態において第3検出コイルがショ
ートした時を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a case where a third detection coil is short-circuited in the first embodiment.
【図9】第1実施の形態において第3検出コイルが断線
した時を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a case where a third detection coil is disconnected in the first embodiment.
【図10】第1実施の形態において第3検出コイルがレ
アショートした時を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a case where the third detection coil has a rare short-circuit in the first embodiment.
【図11】第1実施の形態の作用の概要を示したフロー
チャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an outline of the operation of the first embodiment.
【図12】本発明の第2の実施の形態のトルクセンサの
縦断面図である。FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a torque sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図13】図12の詳細部を示した図である。FIG. 13 is a diagram showing a detailed portion of FIG. 12;
【図14】第2の実施の形態の第3センサリングを示し
た図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a third sensor ring according to the second embodiment.
【図15】従来技術の第1の例を示した図である。FIG. 15 is a diagram showing a first example of the related art.
【図16】従来技術の課題を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for describing a problem of the related art.
【図17】従来技術の第2の例を示した図である。FIG. 17 is a diagram showing a second example of the related art.
11 入力軸 12 出力軸 13 トーションバ 20 センサ部 21,22,23,24 第1、第2、第3、第4
センサリング 41,42,43 第1、第2、第3コイルDESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Input shaft 12 Output shaft 13 Torsion bar 20 Sensor part 21, 22, 23, 24 First, second, third, fourth
Sensor ring 41, 42, 43 First, second, third coil
Claims (5)
出力軸との相対回転より前記入力軸と前記出力軸との間
に生じる回転トルクを検出するトルクセンサにおいて、 前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方に取り付け
られた第1センサ部および第3センサ部と、 前記入力軸および前記出力軸のいずれか他方に取り付け
られ前記第1センサ部と前記第3センサ部の間に位置す
る第2センサ部と、 前記第1センサ部と前記第2センサ部との相対回転に基
づいた第1検出値を出力する第1検出手段と、 前記第2センサ部と前記第3センサ部との相対回転に基
づいた第2検出値を出力する第2検出手段と、 周囲温度に基づいた基準検出値を出力する第3検出手段
と、 前記第1検出手段から出力された前記第1検出値と前記
第3検出手段から出力された前記基準検出値に基づいて
メイン出力値を出力するメイン出力手段と、 前記第2検出手段から出力された前記第2検出値と前記
第3検出手段から出力された前記基準検出値に基づいて
サブ出力値を出力するサブ出力手段と、 前記第1検出手段から出力された前記第1検出値と前記
第2検出手段から出力された前記第2検出値とに基づい
た差分値があらかじめ定められた許容範囲内にあるか否
かを判断する出力値判断手段と、 この出力値判断手段によって前記差分値があらかじめ定
められた許容範囲内にないと判断された場合、異常処理
を行う異常処理手段とを備えたことを特徴とするトルク
センサ。1. A torque sensor for detecting a rotation torque generated between an input shaft and an output shaft based on a relative rotation between an input shaft and an output shaft connected via a torsion bar, wherein the input shaft and the output A first sensor unit and a third sensor unit attached to one of the shafts, and an intermediate unit attached to one of the input shaft and the output shaft and located between the first sensor unit and the third sensor unit; A second sensor unit; a first detection unit that outputs a first detection value based on a relative rotation between the first sensor unit and the second sensor unit; A second detection unit that outputs a second detection value based on the relative rotation, a third detection unit that outputs a reference detection value based on an ambient temperature, and the first detection value output from the first detection unit. From the third detecting means A main output unit that outputs a main output value based on the input reference detection value, and a second detection value output from the second detection unit and a reference detection value output from the third detection unit. A sub-output means for outputting a sub-output value based on the first detection value output from the first detection means and a second detection value output from the second detection means, An output value determining means for determining whether or not the difference value is within a predetermined allowable range; and an abnormality performing abnormal processing when the output value determining means determines that the difference value is not within a predetermined allowable range. A torque sensor comprising processing means.
出力軸との相対回転より前記入力軸と前記出力軸との間
に生じる回転トルクを検出するトルクセンサにおいて、 前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方に取り付け
られた第1センサ部と他方に取り付けられた第2センサ
部との相対回転に基づいた第1検出値を出力する第1検
出手段と、 前記入力軸および前記出力軸のいずれか一方に取り付け
られた第3センサ部と他方に取り付けられた第4センサ
部との相対回転に基づいた第2検出値を出力する第2検
出手段と、 周囲温度に基づいた基準検出値を出力する第3検出手段
と、 前記第1検出手段から出力された前記第1検出値と前記
第3検出手段から出力された前記基準検出値に基づいて
メイン出力値を出力するメイン出力手段と、 前記第2検出手段から出力された前記第2検出値と前記
第3検出手段から出力された前記基準検出値に基づいて
サブ出力値を出力するサブ出力手段と、 前記第1検出手段から出力された前記第1検出値と前記
第2検出手段から出力された前記第2検出値とに基づい
た差分値があらかじめ定められた許容範囲内にあるか否
かを判断する出力値判断手段と、 この出力値判断手段によって前記差分値があらかじめ定
められた許容範囲内にないと判断された場合、異常処理
を行う異常処理手段とを備えたことを特徴とするトルク
センサ。2. A torque sensor for detecting a rotation torque generated between said input shaft and said output shaft based on a relative rotation between an input shaft and an output shaft connected via a torsion bar, wherein said input shaft and said output A first detection unit that outputs a first detection value based on a relative rotation between a first sensor unit attached to one of the shafts and a second sensor unit attached to the other, the input shaft and the output shaft A second detection unit that outputs a second detection value based on a relative rotation between a third sensor unit attached to one of the third sensor unit and a fourth sensor unit attached to the other, and a reference detection value based on the ambient temperature. And a main output unit that outputs a main output value based on the first detection value output from the first detection unit and the reference detection value output from the third detection unit. , A sub-output unit that outputs a sub-output value based on the second detection value output from the second detection unit and the reference detection value output from the third detection unit; Output value determining means for determining whether a difference value based on the first detected value and the second detected value output from the second detecting means is within a predetermined allowable range, An abnormality processing unit for performing abnormality processing when the output value determining unit determines that the difference value is not within a predetermined allowable range.
段から出力された前記メイン出力値と前記サブ出力手段
から出力された前記サブ出力値との差分値があらかじめ
定められた許容範囲内にあるか否かを判断することを特
徴とする前記請求項1または前記請求項2記載のトルク
センサ。3. An output value judging means, wherein a difference value between the main output value output from the main output means and the sub output value output from the sub output means falls within a predetermined allowable range. The torque sensor according to claim 1, wherein it is determined whether or not there is a torque sensor.
検出部は、前記第1センサ部または前記第3センサ部に
一体的に取り付けられていることを特徴とする前記請求
項1から前記請求項3のいずれか1項に記載のトルクセ
ンサ。4. The apparatus according to claim 1, wherein the detected part for which the third detecting means detects the ambient temperature is integrally attached to the first sensor part or the third sensor part. The torque sensor according to claim 3.
段から出力された前記メイン出力値と前記サブ出力手段
から出力された前記サブ出力値とが、それぞれ許容範囲
内にあるか否かを判断し、許容範囲内にないと判断され
た場合には前記異常処理手段によって異常処理を行う断
線、ショート判断手段を備えることを特徴とする前記請
求項1から前記請求項4のいずれか1項に記載のトルク
センサ。5. The output value judging means judges whether or not the main output value output from the main output means and the sub output value output from the sub output means are respectively within an allowable range. 5. The apparatus according to claim 1, further comprising: a disconnection / short determination unit that performs an abnormality process by the abnormality processing unit when it is determined that the value is not within the allowable range. 6. 2. The torque sensor according to 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29546696A JPH10142082A (en) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29546696A JPH10142082A (en) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Torque sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10142082A true JPH10142082A (en) | 1998-05-29 |
Family
ID=17820966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29546696A Pending JPH10142082A (en) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | Torque sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10142082A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-11-07 JP JP29546696A patent/JPH10142082A/en active Pending
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