JP2000355280A - パワーステアリング用トルク検出装置 - Google Patents
パワーステアリング用トルク検出装置Info
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- JP2000355280A JP2000355280A JP16660399A JP16660399A JP2000355280A JP 2000355280 A JP2000355280 A JP 2000355280A JP 16660399 A JP16660399 A JP 16660399A JP 16660399 A JP16660399 A JP 16660399A JP 2000355280 A JP2000355280 A JP 2000355280A
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- Power Steering Mechanism (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トルク値の大きい範囲を測定しつつ、トルク
値の小さい範囲でも測定精度を向上させる。 【解決手段】 ＰＳ用トルク検出装置１０は、磁歪式ト
ルクセンサ８０、増幅部１２、Ａ／Ｄ変換部１４、制御
部１６等を備えている。磁歪式トルクセンサ８０は、ス
テアリング軸に加わるトルク値を電気的なアナログ信号
Ａ０に変換する。増幅部１２は、磁歪式トルクセンサ８
０で変換されたアナログ信号Ａ０を、異なる三つの増幅
率で増幅してアナログ信号Ａ１〜Ａ３を出力する。Ａ／
Ｄ変換部１４は、増幅部１２で増幅されたアナログ信号
Ａ１〜Ａ３をそれぞれディジタル信号Ｄ１〜Ｄ３に変換
する。制御部１６は、Ａ／Ｄ変換部１４で変換されたデ
ィジタル信号Ｄ１〜Ｄ３を入力して所定の処理をする。
値の小さい範囲でも測定精度を向上させる。 【解決手段】 ＰＳ用トルク検出装置１０は、磁歪式ト
ルクセンサ８０、増幅部１２、Ａ／Ｄ変換部１４、制御
部１６等を備えている。磁歪式トルクセンサ８０は、ス
テアリング軸に加わるトルク値を電気的なアナログ信号
Ａ０に変換する。増幅部１２は、磁歪式トルクセンサ８
０で変換されたアナログ信号Ａ０を、異なる三つの増幅
率で増幅してアナログ信号Ａ１〜Ａ３を出力する。Ａ／
Ｄ変換部１４は、増幅部１２で増幅されたアナログ信号
Ａ１〜Ａ３をそれぞれディジタル信号Ｄ１〜Ｄ３に変換
する。制御部１６は、Ａ／Ｄ変換部１４で変換されたデ
ィジタル信号Ｄ１〜Ｄ３を入力して所定の処理をする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵力を軽
減するためのパワーステアリング（以下、「ＰＳ」と略
称する。）に好適なＰＳ用トルク検出装置に関する。
減するためのパワーステアリング（以下、「ＰＳ」と略
称する。）に好適なＰＳ用トルク検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＰＳ用トルク検出装置は、ステア
リング軸の一部にトーションバーを介装させ、ステアリ
ング軸のトルクをトーションバーの捩れとして検出する
ものであった。トルクを精度良く検出するためには、ト
ーションバーの捩れの変位量ができるだけ大きいものが
好ましい。そのため、ステアリング操作において、いわ
ゆる「ふにゃふにゃ感」が生じていた（すなわち軸剛性
感が良くなかった）。また、トーションバーには、損傷
防止用のストッパ等の部品が必要となっていた。
リング軸の一部にトーションバーを介装させ、ステアリ
ング軸のトルクをトーションバーの捩れとして検出する
ものであった。トルクを精度良く検出するためには、ト
ーションバーの捩れの変位量ができるだけ大きいものが
好ましい。そのため、ステアリング操作において、いわ
ゆる「ふにゃふにゃ感」が生じていた（すなわち軸剛性
感が良くなかった）。また、トーションバーには、損傷
防止用のストッパ等の部品が必要となっていた。
【０００３】ところで、磁気歪現象を利用して回転軸の
トルクを磁気的に非接触で検出することのできる、磁歪
式トルクセンサが知られている。この磁歪式トルクセン
サを用いれば、トーションバーを用いて（すなわち接触
式により）トルクを検出する場合の問題が解決されると
期待できる。
トルクを磁気的に非接触で検出することのできる、磁歪
式トルクセンサが知られている。この磁歪式トルクセン
サを用いれば、トーションバーを用いて（すなわち接触
式により）トルクを検出する場合の問題が解決されると
期待できる。
【０００４】図５は、磁歪式トルクセンサを示すブロッ
ク図である。以下、この図面に基づき説明する。
ク図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００５】磁歪式トルクセンサ８０は、励磁源８２、
励磁コイル８４１，８４２、センサ軸８６、検出コイル
８８１，８８２、整流器９０１，９０２、フィルタ回路
９２１，９２２、差動増幅器９４等から構成されてい
る。また、磁歪式トルクセンサ８０には、Ａ／Ｄ変換器
９６、ＣＰＵ９８、メモリ９９等が付設されている。
励磁コイル８４１，８４２、センサ軸８６、検出コイル
８８１，８８２、整流器９０１，９０２、フィルタ回路
９２１，９２２、差動増幅器９４等から構成されてい
る。また、磁歪式トルクセンサ８０には、Ａ／Ｄ変換器
９６、ＣＰＵ９８、メモリ９９等が付設されている。
【０００６】センサ軸８６は、鉄、ニッケル又はそれら
の合金等の強磁性体で作られている。センサ軸８６にト
ルクが加わると、センサ軸８６の中心線に対して±４５
度の方向に引張応力と圧縮応力とが加わる。引張応力が
加わった方向と圧縮応力が加わった方向とでは、磁気歪
み現象により透磁率に差が生じる。つまり、この透磁率
の差を検出すれば、トルクが検出できる。
の合金等の強磁性体で作られている。センサ軸８６にト
ルクが加わると、センサ軸８６の中心線に対して±４５
度の方向に引張応力と圧縮応力とが加わる。引張応力が
加わった方向と圧縮応力が加わった方向とでは、磁気歪
み現象により透磁率に差が生じる。つまり、この透磁率
の差を検出すれば、トルクが検出できる。
【０００７】そこで、励磁コイル８４１，８４２及び検
出コイル８８１，８８２をセンサ軸８６表面に配置し、
励磁コイル８４１，８４２を励磁源８２の交流電圧で励
磁する。すると、引張方向の透磁率及び圧縮方向の透磁
率に対応した交流電圧値が、それぞれ検出コイル８８
１，８８２から別々に得られる。したがって、これらの
交流電圧を、整流器９０１，９０２で整流し、フィルタ
回路９２１，９２２で直流化し、それらの差を差動増幅
器９４によって得る。この差がセンサ軸８６に加わった
トルク値である。
出コイル８８１，８８２をセンサ軸８６表面に配置し、
励磁コイル８４１，８４２を励磁源８２の交流電圧で励
磁する。すると、引張方向の透磁率及び圧縮方向の透磁
率に対応した交流電圧値が、それぞれ検出コイル８８
１，８８２から別々に得られる。したがって、これらの
交流電圧を、整流器９０１，９０２で整流し、フィルタ
回路９２１，９２２で直流化し、それらの差を差動増幅
器９４によって得る。この差がセンサ軸８６に加わった
トルク値である。
【０００８】差動増幅器９４の出力電圧（アナログ信号
Ａ０）すなわちトルク値は、Ａ／Ｄ変換器９６によって
ディジタル化（ディジタル信号Ｄ１）され、ＣＰＵ９８
に取り込まれ、必要に応じメモリ９９に記憶される。
Ａ０）すなわちトルク値は、Ａ／Ｄ変換器９６によって
ディジタル化（ディジタル信号Ｄ１）され、ＣＰＵ９８
に取り込まれ、必要に応じメモリ９９に記憶される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図６は、磁歪式トルク
センサ８０をそのままＰＳ用トルク検出装置として用い
た場合における、トルク値とアナログ信号Ａ０及びディ
ジタル信号Ｄ１との関係を示すグラフである。以下、こ
の図面に基づき説明する。
センサ８０をそのままＰＳ用トルク検出装置として用い
た場合における、トルク値とアナログ信号Ａ０及びディ
ジタル信号Ｄ１との関係を示すグラフである。以下、こ
の図面に基づき説明する。
【００１０】トルク範囲Ｔ１−Ｔ１’は過大トルク判定
に使用し、トルク範囲Ｔ２−Ｔ２’は通常のＰＳ制御に
使用し、トルク範囲Ｔ３−Ｔ３’は零点調整に使用す
る。トルク範囲Ｔ１−Ｔ１’はアナログ信号Ｓ１−Ｓ
１’に対応し、トルク範囲Ｔ２−Ｔ２’はアナログ信号
Ｓ２−Ｓ２’に対応し、トルク範囲Ｔ３−Ｔ３’はアナ
ログ信号Ｓ３−Ｓ３’に対応する。例えば、電動パワー
ステアリング（以下「ＥＰＳ」という。）では、トルク
範囲Ｔ２−Ｔ２’が±１０〜１５［Ｎｍ］であるのに対
し、トルク範囲Ｔ１−Ｔ１’が±１５０［Ｎｍ］であ
る。このように、ＰＳ用トルク検出装置は、狭い範囲の
トルク値を通常のＰＳ制御に用いつつ、広い範囲のトル
ク値を異常検出に用いている。
に使用し、トルク範囲Ｔ２−Ｔ２’は通常のＰＳ制御に
使用し、トルク範囲Ｔ３−Ｔ３’は零点調整に使用す
る。トルク範囲Ｔ１−Ｔ１’はアナログ信号Ｓ１−Ｓ
１’に対応し、トルク範囲Ｔ２−Ｔ２’はアナログ信号
Ｓ２−Ｓ２’に対応し、トルク範囲Ｔ３−Ｔ３’はアナ
ログ信号Ｓ３−Ｓ３’に対応する。例えば、電動パワー
ステアリング（以下「ＥＰＳ」という。）では、トルク
範囲Ｔ２−Ｔ２’が±１０〜１５［Ｎｍ］であるのに対
し、トルク範囲Ｔ１−Ｔ１’が±１５０［Ｎｍ］であ
る。このように、ＰＳ用トルク検出装置は、狭い範囲の
トルク値を通常のＰＳ制御に用いつつ、広い範囲のトル
ク値を異常検出に用いている。
【００１１】アナログ信号をディジタル化するとき、必
ず量子化誤差が生ずる。この量子化誤差は、ディジタル
信号１ビット当たりのアナログ量が大きいほど（分解能
が低いほど）、大きくなる。そのため、図５の磁歪式ト
ルクセンサをそのままＰＳ用トルク検出装置として用い
ると、トルク範囲Ｔ１−Ｔ１’にディジタル信号の最大
値を合わせなければならないので、トルク範囲Ｔ２−Ｔ
２’、Ｔ３−Ｔ３’に割り当てられるディジタル信号が
少なくなる。すなわち、トルク範囲Ｔ２−Ｔ２’、Ｔ３
−Ｔ３’のトルク値は、量子化誤差が大きいので、測定
精度が低い。
ず量子化誤差が生ずる。この量子化誤差は、ディジタル
信号１ビット当たりのアナログ量が大きいほど（分解能
が低いほど）、大きくなる。そのため、図５の磁歪式ト
ルクセンサをそのままＰＳ用トルク検出装置として用い
ると、トルク範囲Ｔ１−Ｔ１’にディジタル信号の最大
値を合わせなければならないので、トルク範囲Ｔ２−Ｔ
２’、Ｔ３−Ｔ３’に割り当てられるディジタル信号が
少なくなる。すなわち、トルク範囲Ｔ２−Ｔ２’、Ｔ３
−Ｔ３’のトルク値は、量子化誤差が大きいので、測定
精度が低い。
【００１２】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、トルク値の大
きい範囲を測定しつつ、トルク値の小さい範囲でも測定
精度を向上でき、これによりＰＳ用に好適なものとし
た、ＰＳ用トルク検出装置を提供することにある。
きい範囲を測定しつつ、トルク値の小さい範囲でも測定
精度を向上でき、これによりＰＳ用に好適なものとし
た、ＰＳ用トルク検出装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＰＳ用トル
ク検出装置は、ステアリング軸に加わるトルク値を電気
的なアナログ信号に変換する磁歪式トルクセンサと、こ
の磁歪式トルクセンサで変換されたアナログ信号を異な
る複数の増幅率で増幅して別々のアナログ信号として出
力する増幅部と、この増幅部から出力された複数のアナ
ログ信号をそれぞれディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換部と、このＡ／Ｄ変換部で変換された複数のディジタ
ル信号を入力して所定の処理をする制御部とを備えてい
る。ここでいう「増幅率」には、１又は１未満も含まれ
るものとする。
ク検出装置は、ステアリング軸に加わるトルク値を電気
的なアナログ信号に変換する磁歪式トルクセンサと、こ
の磁歪式トルクセンサで変換されたアナログ信号を異な
る複数の増幅率で増幅して別々のアナログ信号として出
力する増幅部と、この増幅部から出力された複数のアナ
ログ信号をそれぞれディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換部と、このＡ／Ｄ変換部で変換された複数のディジタ
ル信号を入力して所定の処理をする制御部とを備えてい
る。ここでいう「増幅率」には、１又は１未満も含まれ
るものとする。
【００１４】ステアリング軸に加えられたトルク値は、
磁歪式トルクセンサによって電気的なアナログ信号に変
換される。このアナログ信号は、増幅部において異なる
増幅率で増幅されて、それぞれ別々のアナログ信号とし
て出力される。これらのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部
でディジタル信号に変換される。これらのディジタル信
号は、異なる増幅率で増幅されたものであるので、トル
ク値の大きい範囲で測定されたものもあれば、トルク値
の小さい範囲で測定されたものもある。そして、これら
のディジタル信号は、制御部に入力される。
磁歪式トルクセンサによって電気的なアナログ信号に変
換される。このアナログ信号は、増幅部において異なる
増幅率で増幅されて、それぞれ別々のアナログ信号とし
て出力される。これらのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部
でディジタル信号に変換される。これらのディジタル信
号は、異なる増幅率で増幅されたものであるので、トル
ク値の大きい範囲で測定されたものもあれば、トルク値
の小さい範囲で測定されたものもある。そして、これら
のディジタル信号は、制御部に入力される。
【００１５】例えば、増幅部は、低増幅率で増幅された
アナログ信号を出力する第一の増幅器と、中増幅率で増
幅されたアナログ信号を出力する第二の増幅器と、高増
幅率で増幅されたアナログ信号を出力する第三の増幅器
とからなる。Ａ／Ｄ変換部は、第一の増幅器に設けられ
た第一のＡ／Ｄ変換器と、第二の増幅器に設けられた第
二のＡ／Ｄ変換器と、第三の増幅器に設けられた第三の
Ａ／Ｄ変換器とからなる。制御部は、第一のＡ／Ｄ変換
器で変換されたディジタル信号を過大トルクの判定に用
い、第二のＡ／Ｄ変換器で変換されたディジタル信号を
通常のＰＳ制御に用い、第三のＡ／Ｄ変換器で変換され
たディジタル信号を、トルク値が零であるときのアナロ
グ信号の調整に用いる。また、制御部は、第一のＡ／Ｄ
変換器で変換されたディジタル信号に対応するトルク値
が一定以上かつ一定時間以上継続した場合に故障信号を
出力する、ようにしてもよい。
アナログ信号を出力する第一の増幅器と、中増幅率で増
幅されたアナログ信号を出力する第二の増幅器と、高増
幅率で増幅されたアナログ信号を出力する第三の増幅器
とからなる。Ａ／Ｄ変換部は、第一の増幅器に設けられ
た第一のＡ／Ｄ変換器と、第二の増幅器に設けられた第
二のＡ／Ｄ変換器と、第三の増幅器に設けられた第三の
Ａ／Ｄ変換器とからなる。制御部は、第一のＡ／Ｄ変換
器で変換されたディジタル信号を過大トルクの判定に用
い、第二のＡ／Ｄ変換器で変換されたディジタル信号を
通常のＰＳ制御に用い、第三のＡ／Ｄ変換器で変換され
たディジタル信号を、トルク値が零であるときのアナロ
グ信号の調整に用いる。また、制御部は、第一のＡ／Ｄ
変換器で変換されたディジタル信号に対応するトルク値
が一定以上かつ一定時間以上継続した場合に故障信号を
出力する、ようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るＰＳ用トル
ク検出装置の第一実施形態を示すブロック図である。図
２は、図１のＰＳ用トルク検出装置における、トルク値
とアナログ信号及びディジタル信号との関係を示すグラ
フである。以下、図１、図２及び図６に基づき説明す
る。ただし、図５及び図６と同じ部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。
ク検出装置の第一実施形態を示すブロック図である。図
２は、図１のＰＳ用トルク検出装置における、トルク値
とアナログ信号及びディジタル信号との関係を示すグラ
フである。以下、図１、図２及び図６に基づき説明す
る。ただし、図５及び図６と同じ部分は同一符号を付す
ことにより重複説明を省略する。
【００１７】本実施形態のＰＳ用トルク検出装置１０
は、磁歪式トルクセンサ８０、増幅部１２、Ａ／Ｄ変換
部１４、制御部１６等を備えている。磁歪式トルクセン
サ８０は、ステアリング軸に加わるトルク値を電気的な
アナログ信号Ａ０に変換する。増幅部１２は、ゲイン・
オフセット調整器１２１及び増幅器１２２，１２３から
なり、磁歪式トルクセンサ８０で変換されたアナログ信
号Ａ０を、異なる三つの増幅率で増幅してアナログ信号
Ａ１〜Ａ３を出力する。Ａ／Ｄ変換部１４は、Ａ／Ｄ変
換器１４１，１４２，１４３からなり、増幅部１２で増
幅されたアナログ信号Ａ１〜Ａ３をそれぞれディジタル
信号Ｄ１〜Ｄ３に変換する。制御部１６は、Ａ／Ｄ変換
部１４で変換されたディジタル信号Ｄ１〜Ｄ３を入力し
て所定の処理をする。
は、磁歪式トルクセンサ８０、増幅部１２、Ａ／Ｄ変換
部１４、制御部１６等を備えている。磁歪式トルクセン
サ８０は、ステアリング軸に加わるトルク値を電気的な
アナログ信号Ａ０に変換する。増幅部１２は、ゲイン・
オフセット調整器１２１及び増幅器１２２，１２３から
なり、磁歪式トルクセンサ８０で変換されたアナログ信
号Ａ０を、異なる三つの増幅率で増幅してアナログ信号
Ａ１〜Ａ３を出力する。Ａ／Ｄ変換部１４は、Ａ／Ｄ変
換器１４１，１４２，１４３からなり、増幅部１２で増
幅されたアナログ信号Ａ１〜Ａ３をそれぞれディジタル
信号Ｄ１〜Ｄ３に変換する。制御部１６は、Ａ／Ｄ変換
部１４で変換されたディジタル信号Ｄ１〜Ｄ３を入力し
て所定の処理をする。
【００１８】ゲイン・オフセット調整器１２１は、増幅
率がほぼ「１」の増幅器とみなせる。ゲイン・オフセッ
ト調整器１２１及び増幅器１２２，１２３の増幅率をそ
れぞれμ１，μ２，μ３とすると、アナログ信号Ａ１は
Ａ０×μ１であり、アナログ信号Ａ２はＡ０×μ１×μ
２であり、アナログ信号Ａ３はＡ０×μ１×μ２×μ３
である。ここで、μ１＜（μ１×μ２）＜（μ１×μ２
×μ３）という関係に設定されている。Ａ／Ｄ変換器１
４１〜１４３は、それぞれ１ビット当たりのアナログ電
圧及び総ビット数が等しい。制御部１６は、センサ用Ｃ
ＰＵ１６１と、センサ用ＣＰＵ１６１に接続されたメモ
リ１６２とからなる。
率がほぼ「１」の増幅器とみなせる。ゲイン・オフセッ
ト調整器１２１及び増幅器１２２，１２３の増幅率をそ
れぞれμ１，μ２，μ３とすると、アナログ信号Ａ１は
Ａ０×μ１であり、アナログ信号Ａ２はＡ０×μ１×μ
２であり、アナログ信号Ａ３はＡ０×μ１×μ２×μ３
である。ここで、μ１＜（μ１×μ２）＜（μ１×μ２
×μ３）という関係に設定されている。Ａ／Ｄ変換器１
４１〜１４３は、それぞれ１ビット当たりのアナログ電
圧及び総ビット数が等しい。制御部１６は、センサ用Ｃ
ＰＵ１６１と、センサ用ＣＰＵ１６１に接続されたメモ
リ１６２とからなる。
【００１９】センサ用ＣＰＵ１６１は、例えば次の〜
に示される動作をする。
に示される動作をする。
【００２０】．Ａ／Ｄ変換器１４１で変換されたディ
ジタル信号Ｄ１（図６）を、過大トルクの判定に用い
る。すなわち、ディジタル信号Ｄ１の絶対値が一定値Ｖ
ｏｖｅｒ，｜Ｖｏｖｅｒ’｜を越えているか否かを一定
周期でチェックし、その越えている時間が一定以上継続
した場合に、故障信号Ｅを出力する。
ジタル信号Ｄ１（図６）を、過大トルクの判定に用い
る。すなわち、ディジタル信号Ｄ１の絶対値が一定値Ｖ
ｏｖｅｒ，｜Ｖｏｖｅｒ’｜を越えているか否かを一定
周期でチェックし、その越えている時間が一定以上継続
した場合に、故障信号Ｅを出力する。
【００２１】．Ａ／Ｄ変換器１４２で変換されたディ
ジタル信号Ｄ２（図２［１］）を、通常のＰＳ制御用の
トルク値信号Ｔとして出力する。ディジタル信号Ｄ２の
最大値は、図２［１］に示されるように、トルク範囲Ｔ
２−Ｔ２’に合わせている。そのため、ディジタル信号
Ｄ２は、量子化誤差が最小となるので、測定精度が高
い。
ジタル信号Ｄ２（図２［１］）を、通常のＰＳ制御用の
トルク値信号Ｔとして出力する。ディジタル信号Ｄ２の
最大値は、図２［１］に示されるように、トルク範囲Ｔ
２−Ｔ２’に合わせている。そのため、ディジタル信号
Ｄ２は、量子化誤差が最小となるので、測定精度が高
い。
【００２２】．Ａ／Ｄ変換器１４３で変換されたディ
ジタル信号Ｄ３（図２［２］）を、トルク値が零である
ときのアナログ信号Ａ１の調整に用いる。この調整は、
ゲイン・オフセット調整器１２１を用いて行われる。デ
ィジタル信号Ｄ３の最大値は、図２［２］に示されるよ
うに、トルク範囲Ｔ３−Ｔ３’に合わせている。そのた
め、ディジタル信号Ｄ３は、量子化誤差が最小となるの
で、測定精度が高い。
ジタル信号Ｄ３（図２［２］）を、トルク値が零である
ときのアナログ信号Ａ１の調整に用いる。この調整は、
ゲイン・オフセット調整器１２１を用いて行われる。デ
ィジタル信号Ｄ３の最大値は、図２［２］に示されるよ
うに、トルク範囲Ｔ３−Ｔ３’に合わせている。そのた
め、ディジタル信号Ｄ３は、量子化誤差が最小となるの
で、測定精度が高い。
【００２３】なお、センサ用ＣＰＵ１６１は、故障信号
Ｅの代わりに、ゲイン・オフセット調整器１２１を用い
てトルク値信号Ｔを「０」又はＶｍａｘに固定させても
よい。この場合は、故障信号Ｅの配線を省略することが
できる。
Ｅの代わりに、ゲイン・オフセット調整器１２１を用い
てトルク値信号Ｔを「０」又はＶｍａｘに固定させても
よい。この場合は、故障信号Ｅの配線を省略することが
できる。
【００２４】図３は、図１のＰＳ用トルク検出装置１０
を用いたＥＰＳシステム２０を示す構成図である。以
下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部
分は同一符号を付すことにより重複説明を省略する。
を用いたＥＰＳシステム２０を示す構成図である。以
下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部
分は同一符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２５】ステアリングホイール２２はステアリング
入力軸２４に連結され、ステアリング入力軸２４とステ
アリング出力軸２６との間にセンサ軸８６が連結されて
いる。ハンドルコラムハウジング２８内には、ステアリ
ング入力軸２４、センサ軸８６、ステアリング出力軸２
６及びＰＳ用トルク検出装置１０の他に、ＥＰＳコント
ロ−ラ３０、ＥＰＳコントロ−ラ３０によって制御され
る電動モータ３２、電動モータ３２の出力軸に嵌装され
たギア３４、ステアリング出力軸２６に嵌装されるとと
もにギア３４と噛合するギア３６、ステアリング出力軸
２６に設けられたベアリング３８１，３８２、ステアリ
ング入力軸２４に設けられたベアリング４０１，４０２
等が収容されている。ＥＰＳコントロ−ラ３０内には、
コントロ−ラ用ＣＰＵ４０１が設けられている。
入力軸２４に連結され、ステアリング入力軸２４とステ
アリング出力軸２６との間にセンサ軸８６が連結されて
いる。ハンドルコラムハウジング２８内には、ステアリ
ング入力軸２４、センサ軸８６、ステアリング出力軸２
６及びＰＳ用トルク検出装置１０の他に、ＥＰＳコント
ロ−ラ３０、ＥＰＳコントロ−ラ３０によって制御され
る電動モータ３２、電動モータ３２の出力軸に嵌装され
たギア３４、ステアリング出力軸２６に嵌装されるとと
もにギア３４と噛合するギア３６、ステアリング出力軸
２６に設けられたベアリング３８１，３８２、ステアリ
ング入力軸２４に設けられたベアリング４０１，４０２
等が収容されている。ＥＰＳコントロ−ラ３０内には、
コントロ−ラ用ＣＰＵ４０１が設けられている。
【００２６】また、ＰＳ用トルク検出装置１０にはコネ
クタ４２を介してセンサ調整装置４４が接続され、ＥＰ
Ｓコントロ−ラ３０にはコネクタ４６を介してコントロ
−ラ調整装置４８が接続されている。
クタ４２を介してセンサ調整装置４４が接続され、ＥＰ
Ｓコントロ−ラ３０にはコネクタ４６を介してコントロ
−ラ調整装置４８が接続されている。
【００２７】ステアリングホイール２２にトルクが印加
されると、ステアリング入力軸２４→センサ軸８６→ス
テアリング出力軸２６へと力が伝わる。ＰＳ用トルク検
出装置１０は、センサ軸８６に加わるトルク値を電圧信
号に変換して、トルク値信号ＴをＥＰＳコントロ−ラ３
０へ出力する。ＥＰＳコントロ−ラ３０は、トルク値信
号Ｔ、図示しない車速信号及びイグニション・オン信号
等に基づきアシスト量を計算し、電動モータ３２へ制御
信号Ｃを送る。すると、電動モータ３２は、回転するこ
とにより、ギア３４、３６を介してステアリング出力軸
２６へ回転力を与える。これにより、ステアリングホイ
ール２２に対する操舵力が軽減される。
されると、ステアリング入力軸２４→センサ軸８６→ス
テアリング出力軸２６へと力が伝わる。ＰＳ用トルク検
出装置１０は、センサ軸８６に加わるトルク値を電圧信
号に変換して、トルク値信号ＴをＥＰＳコントロ−ラ３
０へ出力する。ＥＰＳコントロ−ラ３０は、トルク値信
号Ｔ、図示しない車速信号及びイグニション・オン信号
等に基づきアシスト量を計算し、電動モータ３２へ制御
信号Ｃを送る。すると、電動モータ３２は、回転するこ
とにより、ギア３４、３６を介してステアリング出力軸
２６へ回転力を与える。これにより、ステアリングホイ
ール２２に対する操舵力が軽減される。
【００２８】次に、図１乃至図３を用いて、ＥＰＳシス
テム２０におけるＰＳ用トルク検出装置１０の動作を説
明する。
テム２０におけるＰＳ用トルク検出装置１０の動作を説
明する。
【００２９】出荷調整時又は点検時に、センサ調整装置
４４から零点調整用の調整信号４４ａが出力される。こ
のとき、センサ軸８６にトルクが全く印加されていない
ので、センサ用ＣＰＵ１６１は、ディジタル信号Ｄ３
（図２［２］）が零となるようにゲイン・オフセット調
整器１２１を制御する。続いて、入力軸２４と出力軸２
６とを固定した後、コントロ−ラ調整装置４８から目盛
調整用の調整信号４８ａが出力される。すると、電動モ
ータ３２から一定のトルク値（例えば１００［ｋｇｆ
ｍ］）がセンサ軸８６に印加される。センサ用ＣＰＵ１
６１は、ディジタル信号Ｄ３（図２［２］）が一定のト
ルク値となるようにゲイン・オフセット調整器１２１を
制御する。ディジタル信号Ｄ３の量子化誤差は極めて小
さいので、これらの調整は高精度に行える。
４４から零点調整用の調整信号４４ａが出力される。こ
のとき、センサ軸８６にトルクが全く印加されていない
ので、センサ用ＣＰＵ１６１は、ディジタル信号Ｄ３
（図２［２］）が零となるようにゲイン・オフセット調
整器１２１を制御する。続いて、入力軸２４と出力軸２
６とを固定した後、コントロ−ラ調整装置４８から目盛
調整用の調整信号４８ａが出力される。すると、電動モ
ータ３２から一定のトルク値（例えば１００［ｋｇｆ
ｍ］）がセンサ軸８６に印加される。センサ用ＣＰＵ１
６１は、ディジタル信号Ｄ３（図２［２］）が一定のト
ルク値となるようにゲイン・オフセット調整器１２１を
制御する。ディジタル信号Ｄ３の量子化誤差は極めて小
さいので、これらの調整は高精度に行える。
【００３０】センサ用ＣＰＵ１６１から故障信号Ｅが出
力されると、ＥＰＳコントロ−ラ３０はアシスト制御を
中止する。これにより、センサ故障に対するフェールセ
ーフ動作が行われる。続いて、メモリ１６２に記憶され
た過大トルク情報を示す故障内容信号４４ｂが、センサ
用ＣＰＵ１６１からセンサ調整装置４４へ出力される。
これにより、点検作業者は故障内容を直ちに知ることが
できる。
力されると、ＥＰＳコントロ−ラ３０はアシスト制御を
中止する。これにより、センサ故障に対するフェールセ
ーフ動作が行われる。続いて、メモリ１６２に記憶され
た過大トルク情報を示す故障内容信号４４ｂが、センサ
用ＣＰＵ１６１からセンサ調整装置４４へ出力される。
これにより、点検作業者は故障内容を直ちに知ることが
できる。
【００３１】図４は、本発明に係るＰＳ用トルク検出装
置の第二実施形態を用いたＥＰＳシステム２０を示す構
成図である。以下、この図面に基づき説明する。ただ
し、図３と同じ部分は同一符号を付すことにより重複説
明を省略する。
置の第二実施形態を用いたＥＰＳシステム２０を示す構
成図である。以下、この図面に基づき説明する。ただ
し、図３と同じ部分は同一符号を付すことにより重複説
明を省略する。
【００３２】本実施形態のＰＳ用トルク検出装置１０’
は、図３におけるＰＳ用トルク検出装置１０とＥＰＳコ
ントロ−ラ３０とが一体化されたものである。ＰＳ用ト
ルク検出装置１０’には、コネクタ５２を介してセンサ
・コントロ−ラ調整装置５４が接続されている。そのた
め、図３におけるセンサ用ＣＰＵ１６１及びコントロ−
ラ用ＣＰＵ４０１、コネクタ４２，４６、センサ調整装
置４４及びコントロ−ラ調整装置４８等がそれぞれ一個
で共用できる。また、これに伴う配線も半減する。した
がって、ＰＳ用トルク検出装置１０’によれば、小型
化、軽量化、低価格化及び製造工程の簡略化等を達成で
きる。
は、図３におけるＰＳ用トルク検出装置１０とＥＰＳコ
ントロ−ラ３０とが一体化されたものである。ＰＳ用ト
ルク検出装置１０’には、コネクタ５２を介してセンサ
・コントロ−ラ調整装置５４が接続されている。そのた
め、図３におけるセンサ用ＣＰＵ１６１及びコントロ−
ラ用ＣＰＵ４０１、コネクタ４２，４６、センサ調整装
置４４及びコントロ−ラ調整装置４８等がそれぞれ一個
で共用できる。また、これに伴う配線も半減する。した
がって、ＰＳ用トルク検出装置１０’によれば、小型
化、軽量化、低価格化及び製造工程の簡略化等を達成で
きる。
【００３３】
【発明の効果】本発明に係るＰＳ用トルク検出装置によ
れば、磁歪式トルクセンサでトルク値をアナログ信号に
変換し、そのアナログ信号を異なる増幅率で別々に増幅
し、それらをディジタル信号に変換することにより、ト
ルク値の大きい範囲で最大のレンジで測定できるととも
に、トルク値の小さい範囲でも最大のレンジで測定でき
る。したがって、トルク値の大きい範囲を測定しつつ、
トルク値の小さい範囲でも測定精度を向上できるので、
ＰＳ用として真に好適なＰＳ用トルク検出装置を提供で
きる。
れば、磁歪式トルクセンサでトルク値をアナログ信号に
変換し、そのアナログ信号を異なる増幅率で別々に増幅
し、それらをディジタル信号に変換することにより、ト
ルク値の大きい範囲で最大のレンジで測定できるととも
に、トルク値の小さい範囲でも最大のレンジで測定でき
る。したがって、トルク値の大きい範囲を測定しつつ、
トルク値の小さい範囲でも測定精度を向上できるので、
ＰＳ用として真に好適なＰＳ用トルク検出装置を提供で
きる。
【００３４】また、低増幅率で増幅されたアナログ信号
を変換したディジタル信号を過大トルクの判定に用い、
中増幅率で増幅されたアナログ信号を変換したディジタ
ル信号をＰＳ制御に用い、高増幅率で増幅されたアナロ
グ信号を零点調整に用いることにより、過大トルクの判
定を行いつつ、ＰＳ制御及び零点調整におけるトルク値
の測定精度を向上できる。
を変換したディジタル信号を過大トルクの判定に用い、
中増幅率で増幅されたアナログ信号を変換したディジタ
ル信号をＰＳ制御に用い、高増幅率で増幅されたアナロ
グ信号を零点調整に用いることにより、過大トルクの判
定を行いつつ、ＰＳ制御及び零点調整におけるトルク値
の測定精度を向上できる。
【００３５】更に、ディジタル信号に対応するトルク値
が一定以上かつ一定時間以上継続した場合に故障信号を
出力することにより、ＰＳ制御を確実に中止できるの
で、より好ましいフェールセーフ動作を実現できる。
が一定以上かつ一定時間以上継続した場合に故障信号を
出力することにより、ＰＳ制御を確実に中止できるの
で、より好ましいフェールセーフ動作を実現できる。
【図１】本発明に係るＰＳ用トルク検出装置の第一実施
形態を示すブロック図である。
形態を示すブロック図である。
【図２】図１のＰＳ用トルク検出装置におけるトルク値
とアナログ信号及びディジタル信号との関係を示すグラ
フであり、図２［１］が第一例、図２［２］が第二例で
ある。
とアナログ信号及びディジタル信号との関係を示すグラ
フであり、図２［１］が第一例、図２［２］が第二例で
ある。
【図３】図１のＰＳ用トルク検出装置を用いたＥＰＳシ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図４】本発明に係るＰＳ用トルク検出装置の第二実施
形態を用いたＥＰＳシステムを示す構成図である。
形態を用いたＥＰＳシステムを示す構成図である。
【図５】磁歪式トルクセンサを示すブロック図である。
【図６】図５の磁歪式トルクセンサをそのままＰＳ用ト
ルク検出装置として用いた場合における、トルク値とア
ナログ信号及びディジタル信号との関係を示すグラフで
ある。
ルク検出装置として用いた場合における、トルク値とア
ナログ信号及びディジタル信号との関係を示すグラフで
ある。
１０，１０’ ＰＳ用トルク検出装置 ８０ 磁歪式トルクセンサ １２ 増幅部 １２１ ゲイン・オフセット調整器 １２２，１２３ 増幅器 １４ Ａ／Ｄ変換部 １４１，１４２，１４３ Ａ／Ｄ変換器 １６ 制御部 Ａ１〜Ａ３ アナログ信号 Ｄ１〜Ｄ３ ディジタル信号
Claims (3)
- 【請求項１】 ステアリング軸に加わるトルク値を電気
的なアナログ信号に変換する磁歪式トルクセンサと、 この磁歪式トルクセンサで変換されたアナログ信号を異
なる複数の増幅率で増幅して別々のアナログ信号として
出力する増幅部と、 この増幅部から出力された複数のアナログ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、 このＡ／Ｄ変換部で変換された複数のディジタル信号を
入力して所定の処理をする制御部と、 を備えたパワーステアリング用トルク検出装置。 - 【請求項２】 前記増幅部は、低増幅率で増幅されたア
ナログ信号を出力する第一の増幅器と、中増幅率で増幅
されたアナログ信号を出力する第二の増幅器と、高増幅
率で増幅されたアナログ信号を出力する第三の増幅器と
からなり、 前記Ａ／Ｄ変換部は、前記第一の増幅器に設けられた第
一のＡ／Ｄ変換器と、 前記第二の増幅器に設けられた第二のＡ／Ｄ変換器と、
前記第三の増幅器に設けられた第三のＡ／Ｄ変換器とか
らなり、 前記制御部は、 前記第一のＡ／Ｄ変換器で変換されたディジタル信号を
過大トルクの判定に用い、 前記第二のＡ／Ｄ変換器で変換されたディジタル信号を
通常のパワーステアリング制御に用い、 前記第三のＡ／Ｄ変換器で変換されたディジタル信号
を、前記トルク値が零であるときの前記アナログ信号の
調整に用いる、 請求項１記載のパワーステアリング用トルク検出装置。 - 【請求項３】 前記制御部は、 前記第一のＡ／Ｄ変換器で変換されたディジタル信号に
対応するトルク値が一定以上かつ一定時間以上継続した
場合に、故障信号を出力する、 請求項２記載のパワーステアリング用トルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16660399A JP2000355280A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | パワーステアリング用トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16660399A JP2000355280A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | パワーステアリング用トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000355280A true JP2000355280A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15834366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16660399A Withdrawn JP2000355280A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | パワーステアリング用トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000355280A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002193130A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-10 | Kayaba Ind Co Ltd | 電動パワーステアリング制御装置 |
| KR100402783B1 (ko) * | 2001-10-18 | 2003-10-22 | 기아자동차주식회사 | 차량 동력학 해석에 적용되는 조향 토크결정방법 |
| JP2006125989A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Denso Corp | 荷重センサおよび荷重センサの荷重検出方法および歩行者保護システム |
| JP2007271566A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
| JP2012214101A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Showa Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| WO2014064856A1 (ja) * | 2012-10-23 | 2014-05-01 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置、電動パワーステアリング装置及び車両 |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP16660399A patent/JP2000355280A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002193130A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-10 | Kayaba Ind Co Ltd | 電動パワーステアリング制御装置 |
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| JP2007271566A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
| JP2012214101A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Showa Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| WO2014064856A1 (ja) * | 2012-10-23 | 2014-05-01 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置、電動パワーステアリング装置及び車両 |
| US9164010B2 (en) | 2012-10-23 | 2015-10-20 | Nsk Ltd. | Torque detection apparatus, electric power steering system and vehicle |
| JPWO2014064856A1 (ja) * | 2012-10-23 | 2016-09-05 | 日本精工株式会社 | トルク検出装置、電動パワーステアリング装置及び車両 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060905 |