JP2002350251A - トルク測定装置、同装置によるトルク測定方法、ならびに同装置を備えたステアリングコラムおよびモジュール - Google Patents
トルク測定装置、同装置によるトルク測定方法、ならびに同装置を備えたステアリングコラムおよびモジュールInfo
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Abstract
できること。 【解決手段】回転軸、特に車両のステアリングコラム
(2)に加えられるトルクを測定する装置であって、ね
じれを受けて変形可能な検出素子(1)と、それぞれそ
の第1端部および第2端部(3,4)の付近に連結され
た第1および第2磁気パルス発生手段(5,6)と、第
1および第2アナログ磁気センサ(7,8)と、検出さ
れる信号の関数であるアナログ入力信号A,B,C,D
から、回転軸にかけられるトルクの関数である出力信号
F(A,B,C,D)=((B*C)−(A*D))/
((B*D)+(A*C))を生成できる電子処理デバ
イス(9)とを備えた装置。本発明は、そのような装置
によるトルク測定方法と、そのような装置を備えたステ
アリングコラムおよびモジュールにも関する。
Description
るトルクを測定する装置と、かかる装置によってトルク
を測定する方法と、ステアリングコラムと、かかる装置
から成るモジュールとに関する。
って車両のステアリングコラムに加えられるトルクを測
定することである。
ボードの下で車両のボディに固定され、ハンドルに接続
される伝動軸を案内すると共に支承する管状要素のこと
を指す。
車両を操縦するために運転者によって使用される手動制
御部材のことである。本発明は、分断されたステアリン
グコラムにも関する。従来のステアリングコラムとは異
なり、分断ステアリングコラムは、ハンドルの円運動
を、車輪が操縦されるようにするためのピットマンアー
ムの角運動に変換するステアリングボックスを伴わな
い。
グの場合、該車両が実物であるかシミュレーションシス
テムに属するかに係わらず、ハンドルと地上に置かれた
車輪との間に直接的な機械的リンクが存在しない。
り、自動車教習所での学習に関連したり、または、自動
車メーカの必要条件に応ずるための対話式運転シミュレ
ーションに関連したりする。
ションを行う操縦補助付きまたはなしの車両のタイプに
従ってはずみ車にトルクを発生させる機構による、はず
み車での力の回復は、再現される走行条件を考慮しなけ
ればならない。
ーションを提供するために、はずみ車に加えられるトル
クの測定が不可欠である。ハンドルシャフトに加えられ
るトルクの測定も、サーボ操縦や補助操縦で非常に重要
である。これは、補助の開始が、運転者によってハンド
ルに加えられたトルクに特に依存して決まるためであ
る。
は、運転者によってはずみ車に(従って車両のステアリ
ングコラムの伝動軸に)加えられる操縦トルクを表す信
号を発する。
えば電動モータを制御することで補助を開始する、操縦
支援コンピュータに送られる。本発明は、(例えば車両
の車輪への)力の伝達の分野や、加えられたトルクの測
定による該車両の制動制御などの他の分野にも適用でき
る。
るトルク測定用装置はすでに公知である。この種の技術
は、特に、車両のステアリングコラムに加えられるトル
クを測定するために、かさ高さと信頼性を理由に望まし
くないとされている回転路を必要とするという欠点を有
する。
特性の変動や、ねじりバーの2つの進入角および出口角
を測定することで、検出素子の変形角度を測定する他の
技術も知られている。
装置の角度オフセットの検出により、加えられるトルク
に比例するアナログ信号を伝達することが可能となる。
この種のアナログ磁気技術は、測定精度を維持するため
の回転中の空隙の連続制御と、差動測定システムを必要
とする出力信号の温度補正とに特に関連する、一定数の
欠点を有する。
装置では、空隙と温度ドリフトの制御が、よりかさの高
い機構を使用しなければならないため、アセンブリを複
雑にする。
08号は、ねじりバーの各端部付近に各々連結した2個
の磁気コーダを使用するトルク測定装置について記述し
ている。該装置で、第1コーダからの信号は1対のセン
サによって検出され、第2コーダからの信号は1個のセ
ンサによって検出される。このようにして得られた信号
は、加えられたトルクを獲得するよう、マイクロプロセ
ッサによって処理される。
高域フィルタの使用を提案しているが、該解決法は、低
周波信号のみを排除するにすぎず十分な効果を持たない
ため、完全な満足を提供するわけではない。
08号に記述されている装置は、検出される信号間に時
差を生じるので、回転速度が0の場合に加えられたトル
クを獲得することが不可能である。
力信号が、一方では読み取り磁場の強度と(従って空隙
の変動と)無関係に、他方では温度による磁場の減少と
無関係に生成でき、しかも高信頼性が高く、自動車タイ
プの厳しい環境に順応できる、回転軸に加えられるトル
クの測定装置を提案することで、上記の欠点を排除する
ことを目的とする。
範囲内で動作できると共に、温度ドリフトを補正するた
めの差動測定を不要にする。
めに、請求項1に記載の発明は、回転軸、特に車両のス
テアリングコラムに加えられるトルクを測定するための
装置であって、該装置は回転軸に加えられるトルクの作
用下でねじれを受けて変形可能な検出素子と、第1およ
び第2磁気パルス発生手段を備え、第1磁気パルス発生
手段がその第1端部付近で検出素子に連結され、第2磁
気パルス発生手段がその第2端部付近で検出素子に連結
され、回転軸に対して固定された第1アナログ磁気セン
サが、第1磁気パルス発生手段の反対側で、第1磁気パ
ルス発生手段から空隙距離をあけて配置され、第1アナ
ログ磁気センサはアナログ信号S1とアナログ信号C1
を直交位相で伝達でき、回転軸に対して固定された第2
アナログ磁気センサが、第2磁気パルス発生手段の反対
側で、第2磁気パルス発生手段から空隙距離をあけて配
置され、第2アナログ磁気センサはアナログ信号S2と
アナログ信号C2を直交位相で伝達でき、前記装置がさ
らに、信号S1,C1,S2,C2の関数であるアナロ
グ入力信号A,B,C,Dから、前記回転軸に加えられ
るトルクの関数である出力信号F=((B*C)−(A
*D))/((B*D)+(A*C))を生成できる電
子処理デバイスも備えたことを要旨とする。
の装置であって、信号A、B、C、Dがそれぞれ信号S
1,C1,S2,C2に等しいことを特徴とする装置に
おいて、請求項1に記載の装置であって、信号A、B、
C、Dがそれぞれ信号S1,C1,S2,C2に等しい
ことを要旨とする。
の装置であって、電子処理デバイスが、信号S1とC1
またはS2とC2に調整可能なゲインGを適用する手段
と、信号S’N=SN+GCNとC’N=GSN+CN
(N=1または2)を生成する手段とを有し、信号A、
B、CおよびDがそれぞれ信号S’1,C’1,S2,
C2または信号S1,C1,S’2,C’2に等しいこ
とを要旨とする。
いずれかに記載の装置であって、処理デバイスが、出力
信号を伝達できる電子演算子から成ることを特徴とする
装置において、請求項1〜3のいずれかに記載の装置で
あって、処理デバイスが、出力信号を伝達できる電子演
算子から成ることを要旨とする。
いずれかに記載の装置であって、処理デバイスが、信号
用のアナログ・デジタルコンバータと、出力信号を伝達
できるマイクロプロセッサとから成ることを特徴とする
装置において、請求項1〜3のいずれかに記載の装置で
あって、処理デバイスが、信号用のアナログ・デジタル
コンバータと、出力信号を伝達できるマイクロプロセッ
サとから成ることを要旨とする。
いずれかに記載の装置であって、磁気センサが、ホール
効果センサ、磁気抵抗または巨大磁気抵抗の中から選択
される少なくとも2個の感知素子から成ることを要旨と
する。
の装置であって、磁気センサが複数個の整列感知素子か
ら成ることを特徴とする装置において、請求項6に記載
の装置であって、磁気センサが複数個の整列感知素子か
ら成ることを要旨とする。
いずれかに記載の装置であって、パルス発生手段が、任
意の1領域がそれと隣接する2個の領域に対して磁化方
向が反転された状態にある複数の隣接する領域によって
形成されるフェライト粒子を含む合成材料製の多極環状
体によりそれぞれ形成されることを要旨とする。
いずれかに記載の装置であって、回転軸の角位置も伝達
することを要旨とする。請求項10に記載の発明は、請
求項2〜9のいずれかに記載の測定装置によりトルクを
測定する方法であって、アナログ信号S1,C1,S
2,C2を測定する工程と、信号S1,C1の振幅と信
号S2,C2の振幅とを等化する工程と、信号Fを生成
する工程と、から成る方法をその要旨とする。
のいずれかに記載の測定装置によりトルクを測定する方
法であって、アナログ信号S1,C1,S2,C2を測
定する工程と、信号S1,C1の振幅と信号S2,C2
の振幅とを等化する工程と、信号S1とC1またはS2
とC2にゲインを適用する工程と、信号S’N=SN+
GCNとC’N=GSN+CN(式中N=1または2)
を生成する工程と、出力信号F(S’1,C’1,S
1,S2)またはF(S1,C1,S’2,C’2)を
生成する工程と、から成る方法をその要旨とする。
記載の方法であって、出力信号がゼロトルク下でゼロと
なるよう、ゲインGの値を決定する前工程から成ること
を要旨とする。
12のいずれかに記載の方法であって、信号の振幅の等
化工程が、EEPROM、ツェナー・ザッピング、また
は同等の種類のinsituプログラミングによって実
施されることを要旨とする。
のいずれかに記載のトルク測定装置を備えたステアリン
グコラムであって、検出素子がコラムに組み込まれてい
ることを要旨とする。
のいずれかに記載の装置と、回転軸の2つの部分の各々
を該モジュールに連結させる手段とを備え、回転軸が検
出素子を有さないことを要旨とする。
のいずれかに記載の装置と、回転軸の1端とトルクを加
える部材との各々を該モジュールに連結させる手段とを
備え、回転軸が検出素子を有さないことを要旨とする。
照しながら、以下の説明を読めば明らかとなるであろ
う。
トルクの作用下でのねじれを受けて変形可能な検出素子
1を備えたタイプの、回転軸に加えられるトルクを測定
する装置を図示している。
は、運転者によりハンドルを用いて操縦トルクがかけら
れる車両のステアリングコラム2である。該操縦トルク
を知りたい場合、該印加トルクの作用下で弾性変形する
ことで印加トルクを伝達できるよう、検出素子1を設け
得ることが知られている。
する操縦支援コンピュータに、例えば電気サーボ操縦の
場合は電動モータによって、特に電気信号の形態で送ら
れる。
小さい直径を備えたねじりバーの形態である。その理由
は、等方性直線弾性では、円形断面有する中実な円筒バ
ーに純粋なねじれで加えられるトルクが、固定ねじれ角
に関して、任意の材料で、バーの直径の4乗に応じて変
動するためである。
作ることで、該領域をトルク値に対して都合のよい測定
領域とするために、印加トルクの作用下で、前記領域に
かかるねじれによる変形を集中かつ増幅することが可能
となる。
同軸に配置されるねじりバー1は断面が円筒形である。
しかし、ねじりバー1の構成および/またはその断面形
状は、使用応力に応じてさまざまに設計できる。
用により、軸と共同するが、互いに角度オフセットをも
って回転動作する第1端部3および第2端部4を有す
る。検出素子の性質を考慮する電子手段により、軸に加
えられるトルクを算出するため、該角度オフセットを測
定することが望まれる。
2端部4付近にそれぞれ設けられた第1磁気パルス発生
手段5と第2磁気パルス発生手段6またはコーダを備え
た装置が用いられる。
5,6は、任意の1領域がそれと隣接する2個の領域に
対して磁化方向が反転された状態にある複数の隣接領域
によって形成されるフェライト粒子を含む合成材料製の
多極環状体によってそれぞれ形成される。
第1コーダ5から空隙距離をあけて配置され、回転軸に
対して固定される第1アナログ磁気センサ7と、第2コ
ーダ6の反対側で、第2コーダ6から空隙距離をあけて
配置され、回転軸に対して固定される第2アナログ磁気
センサ8と、センサ7,8から発せられる信号を処理す
る電子デバイス9も備えている。
の機能(例えば電気補助操縦または方向制御)を制御す
るコンピュータに組み込まれる。センサ7,8は、例え
ばホール効果センサ、磁気抵抗または巨大磁気抵抗の中
から選択される少なくとも2個の感知素子または感知素
子列を備え、該感知素子は、磁気パルス発生手段5,6
から一定の空隙距離をあけて配置される。
ナログ信号S1とアナログ信号C1とを直交位相で伝達
できる。例えばセンサ7,8は、n+0.5n(nは磁
石の長さ)の間隔で角度が分離された2個の感知素子
(フランス特許出願FR−2599794参照)か、フ
ランス特許出願第FR−2792403号に記述される
ように整列された複数個の感知素子のいずれかから構成
できる。センサ7,8は、伝達される磁場の正規または
正接成分を測定することもできる。
から十分に離れて配置され、伝達される信号は、同じ振
幅で同じ平均値に集中し、互いに対して直交位相にある
シヌソイドの形式であると考えられる。さらに、極ぺア
の数Nの関数である期間すなわち2π/N(機械的)を
有する。
コーダ5,6の少なくとも一方の(従って連結シャフト
の)相対位置または絶対位置を、該信号から、例えばフ
ランス特許出願第FR−2769087号による既知の
様式で、伝達するよう設計できる。
−A−2754063号に記載されるもののような角出
力信号の分解能を増加する補間回路を使用してもよい。
ここで、この位置の値(特に絶対値の場合)は、アンチ
スキッド、アンチロックまたはアンチロールシステム若
しくはナビゲーション支援システムなどの車両安全シス
テムにおいて、単独でまたは加えられるトルクの測定と
組み合わせて使用できる。
について以下に説明する。第1処理モードでは、コーダ
5,6が互いに対して完璧に割り出しされ、すなわちゼ
ロトルクで、信号S1およびS2、あるいはC1および
C2のそれぞれが同位相にあり、以下のように該信号は
書き込まれる。
A1s(θ)、A1c(θ)、A2s(θ)、A2c
(θ)は該信号の各振幅である。振幅A1s(θ)、A
1c(θ)、A2s(θ)、A2c(θ)は、みとめら
れる極長、すなわちコーダ5,6に対面してセンサ7,
8を設置する際の公差に依存する。
と、信号S2,C2の振幅とが、センサ7,8の設置後
に振幅を最も良好に調整する、例えばEEPROM、ツ
ェナー・ザッピングまたは同等の種類のin situ
プログラミングにより等化される。
一性の欠陥により、1周の間に空隙が変動する場合、振
幅A1s(θ)、A1c(θ)、A2s(θ)、A2c
(θ)も角度θに従って変動する。
知素子を備えたセンサ7,8を使用し、フランス特許出
願第FR−2792403号に記述されるように出力信
号を処理できる。その理由は、このようにすると、感知
素子によって検出される信号に関して、振幅A1s
(θ)、A1c(θ)、A2s(θ)、A2c(θ)の
1周の間の変動を大幅に減少する平均的な効果が得られ
るためである。
下の信号が生成される。 F(S1,C1,S2,C2)=((C1*S2)−
(S1*C2))/((C1*C2)+(S1*S
2)) 計算を展開し、等しい振幅で簡略化することで、以下が
得られる。 F(S1,C1,S2,C2)=tan(δ) 従って、バー1のねじり角の正接である出力信号は、軸
に加えられるトルクの直接測定値を提供する。
係であり、得られたトルク測定値は、空隙の変動若しく
は温度による磁場の減少の影響は受けない。さらに、ト
ルク測定は信号の空間処理によって実施されており、該
装置は、軸が回転していない場合でも、トルク値を伝達
できる。
に近似できるため、出力信号が、加えられるトルクの関
数として実質的に直線であるように、ねじりバー1の寸
法を決定できる。
タイプの応用例において、車両が停止した場合に、電気
支援操縦が、運転者によって加えられる実質的により強
いトルクにより高いトルクを提供するよう、ねじりバー
1は出力信号がこの直線領域を離れるような寸法に決定
できる。
5,6は磁化の時点で、および装置を設置したときに、
割り出しできる。これは、特に磁化ヘッドの芯出しでの
欠陥により、期間長がコード5,6全体に沿って変動す
るように、コーダ5,6の磁化品質がなっているためで
ある。
同位相にあり、従って、出力信号の品質にもはや影響し
ないようにするため、磁化時と設置時の両方で、コーダ
5,6を割り出すことにある。
で、かかる欠陥を電子的に同調させ、他方、ゼロトルク
でゼロ出力信号を電子的に獲得する。これは、大部分の
場合、コーダ5,6の機械的割り出しが、デバイス9の
ゼロ設定の問題を部分的にしか解決しないためである。
決法は、コーダ5,6に面するセンサ7,8の大まかな
機械的位置決め後、信号S’1=S1+GC1および
C’1=GS1+C1を使用することである。式中G
は、その場で(in situ)プログラムできるゲイ
ンである。
の様式で、信号S’2=S2+GC2およびC’2=G
S2+C2を使用できる。信号S’1およびC’1は、
tan(φ)=−Gであるため、ゲインGの関数である
角度φだけ、信号S1およびC1に対して位相がずれて
いる。
ングすることで、ゼロトルク下で関数F(S’1,C’
1,S2,C2)を相殺するために角度φを修正でき
る。従って、装置の設置後で、その使用前に、第1実施
例の内容において開示されるように、一方ではゼロトル
ク下でゼロで、他方では加えられるトルクの関数である
信号F(S’1,C’1,S2,C2)を得るために、
ゲインGをプログラムできる。
態では、コーダ5,6の前面のセンサ7,8の精密な機
械的位置決めを使用しなくてすむ。これは、上記で示し
た2つの処理モードでは、電子演算子を用いたアナログ
様態か、信号用のアナログ・デジタルコンバータとマイ
クロプロセッサを用いたデジタル様態のいずれかで達成
できる。
テアリングコラム2の1実施形態の説明を以下に行う。
小さめの直径10の領域を有する円筒片の形態で製造さ
れる検出素子1はコラム11の2つの部品と連係してい
る。
ラム2と共に一片になった、小さめの直径の領域の形態
のコラム2に組み込める。ステアリングコラム2は、一
方でハンドルに、他方で、ハンドルの円運動を、車輪を
操縦されるようにするピットマンアームの角運動に変換
するステアリングボックス、例えばラックに、連結され
る。
状片12が、検出素子1の第1端部3付近でステアリン
グコラム1に連結される。コラム2上の第1片12の連
結は、該コラム2上に嵌合された第1環状支持体14に
よって行われる。
2コーダ6を載せた第2環状片15は、検出素子1の第
2端部4付近でステアリングコラム2に連結される。コ
ラム2上の第2片15の連結は、該コラム2上に嵌合さ
れ、第1環状支持体14と形が相補的な、第2環状支持
体17によって行われる。
は、第1片12に設けられたハウジング19内に配置さ
れるワッシャー18に第2片15を当接することで行わ
れ、該ワッシャー18は、第1コーダ5を載せた表面1
3と実質的に同じ軸平面にある。
することで、一方で第2コラム2の回転に対して第2片
15を一体化し、他方でコーダ5,6を載せた2個の片
12,15によって形成されるアセンブリを軸方向にロ
ックする、ネジを受け止めるよう意図されるネジ付き軸
ハウジング20を備えている。
持体14,15の形状は、2個のコーダ5,6が実質的
に同一軸平面にあり、軸方向に互いに近くなるように、
軸方向に段を備えるよう設計される。
のコーダ5,6はそれぞれ検出素子の1端に連結され
る。コラム2は、例えば中空チューブで形成された固定
シース22内で回転できるよう配置される。センサ7,
8は、伝達される磁場を軸方向で検出できるよう、コー
ダ5,6からそれぞれ空隙距離で、例えば、センサ7,
8を搭載する支持体23上に弾装接続することで該シー
スに連結される。
例する信号を伝達するため、例えば車両の中央コンピュ
ータなど、シース22から一定距離に設けられる。ハン
ドルによってトルクがステアリングコラム2に加えられ
ると、トルクは、特定角度回転することで、ステアリン
グボックスに伝わる。
の形状および/または特性により、該トルクの作用下で
弾性ねじれを受けることで、回転運動を伝達するよう配
置される。
1の端部3,4と、従ってこれらに連結される手段と
が、コラムと共同であるが、互いに対して角度オフセッ
ト状態で移動する。該角度オフセットはトルクの強度に
比例して増加する。
または特性は、ステアリングコラム2の使用の通常の全
領域にわたり、一方で、ねじれが材料の弾性限界を超え
ず、他方で、角度オフセットが、使用される処理デバイ
ス9によって検出可能であるように設計される。
位置を測定することで、上記に開示されるように、トル
ク値を得ることを可能にする。図3は、回転軸に加えら
れるトルク24を測定するためのモジュールを示す。モ
ジュール24は、上記のトルク測定装置を備えている。
えられるアセンブリの2つの部分の間に、可能であれば
着脱可能に、挿入されるよう意図される。このために、
その構造が前述のコラム2の構造とおおむね同一である
モジュール24については詳述しない。コラム2は該ア
センブリに連結する手段25,26も備えている。
ステアリングコラム2の2つの部分の間に組み込まれる
よう意図され、コラム2は検出素子1は有さない。第2
変形例によると、モジュール24はステアリングコラム
2とハンドルとの間に組み込まれるよう意図され、コラ
ム2は検出素子1は有さない。
数が2個であり、それぞれが、その表面28が溝付きで
ある環状片27によって形成され、該片27はモジュー
ル24の各側辺にそれぞれ延びる。例えば(図3参
照)、各辺27は、コラムの直径と実質的に同じ直径の
円筒片29の一端に設けられ、その他端は検出素子1と
一体形成されている。該設計によると、検出素子1と連
結手段25,26から形成されるアセンブリは一つの片
である。
部材の部品は、このように形成されるアセンブリが一方
でトルクを伝達し、他方でそれを測定することができる
よう、特に圧力ばめにより、該2個の溝付き環状片27
とそれぞれ一体形成できる。
達され、測定されるトルクが加えられるアセンブリに
(可能であれば着脱式に)連結できる独立したアセンブ
リを形成するという利点を有する。
度(空隙の変動)と無関係かつ温度による磁場の減少と
無関係に出力信号を生成でき、高い信頼性かつ厳しい環
境で、回転軸に加えられるトルクを測定できる装置が与
えられた。
定する装置の機能図。
たステアリングコラムの部分縦断面図。
ルの部分縦断面図。
部、4…第2端部、5…第1磁気パルス発生手段、6…
第2磁気パルス発生手段、7…第1アナログ磁気セン
サ、8…第2アナログ磁気センサ、9…電子処理デバイ
ス、24…モジュール、25,26…連結手段。
Claims (16)
- 【請求項1】回転軸、特に車両のステアリングコラム
(2)に加えられるトルクを測定するための装置であっ
て、該装置は回転軸に加えられるトルクの作用下でねじ
れを受けて変形可能な検出素子(1)と、第1および第
2磁気パルス発生手段(5,6)を備え、 第1磁気パルス発生手段(5)がその第1端部(3)付
近で検出素子(1)に連結され、 第2磁気パルス発生手段(6)がその第2端部(4)付
近で検出素子(1)に連結され、 回転軸に対して固定された第1アナログ磁気センサ
(7)が、第1磁気パルス発生手段(5)の反対側で、
第1磁気パルス発生手段(5)から空隙距離をあけて配
置され、第1アナログ磁気センサ(7)はアナログ信号
S1とアナログ信号C1を直交位相で伝達でき、 回転軸に対して固定された第2アナログ磁気センサ
(8)が、第2磁気パルス発生手段(6)の反対側で、
第2磁気パルス発生手段(6)から空隙距離をあけて配
置され、第2アナログ磁気センサ(8)はアナログ信号
S2とアナログ信号C2を直交位相で伝達でき、 前記装置がさらに、 信号S1,C1,S2,C2の関数であるアナログ入力
信号A,B,C,Dから、前記回転軸に加えられるトル
クの関数である出力信号F(A,B,C,D)=((B
*C)−(A*D))/((B*D)+(A*C))を
生成できる電子処理デバイス(9)も備えたことを特徴
とする装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の装置であって、信号A、
B、C、Dがそれぞれ信号S1,C1,S2,C2に等
しいことを特徴とする装置。 - 【請求項3】請求項1に記載の装置であって、電子処理
デバイス(9)が、信号S1とC1またはS2とC2に
調整可能なゲインGを適用する手段と、信号S’N=S
N+GCNとC’N=GSN+CN(N=1または2)
を生成する手段とを有し、信号A、B、CおよびDがそ
れぞれ信号S’1,C’1,S2,C2または信号S
1,C1,S’2,C’2に等しいことを特徴とする装
置。 - 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の装置であ
って、処理デバイス(9)が、出力信号を伝達できる電
子演算子から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項5】請求項1〜3のいずれかに記載の装置であ
って、処理デバイス(9)が、信号用のアナログ・デジ
タルコンバータと、出力信号を伝達できるマイクロプロ
セッサとから成ることを特徴とする装置。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の装置であ
って、磁気センサ(7,8)が、ホール効果センサ、磁
気抵抗または巨大磁気抵抗の中から選択される少なくと
も2個の感知素子から成ることを特徴とする装置。 - 【請求項7】請求項6に記載の装置であって、磁気セン
サ(7,8)が複数個の整列感知素子から成ることを特
徴とする装置。 - 【請求項8】請求項1〜7のいずれかに記載の装置であ
って、パルス発生手段(5,6)が、任意の1領域がそ
れと隣接する2個の領域に対して磁化方向が反転された
状態にある複数の隣接する領域によって形成されるフェ
ライト粒子を含む合成材料製の多極環状体によりそれぞ
れ形成されることを特徴とする装置。 - 【請求項9】請求項1〜8のいずれかに記載の装置であ
って、回転軸の角位置も伝達することを特徴とする装
置。 - 【請求項10】請求項2〜9のいずれかに記載の測定装
置によりトルクを測定する方法であって、 アナログ信号S1,C1,S2,C2を測定する工程
と、 信号S1,C1の振幅と信号S2,C2の振幅とを等化
する工程と、 信号F(S1,C1,S2,C2)を生成する工程と、
から成る方法。 - 【請求項11】請求項3〜9のいずれかに記載の測定装
置によりトルクを測定する方法であって、 アナログ信号S1,C1,S2,C2を測定する工程
と、 信号S1,C1の振幅と信号S2,C2の振幅とを等化
する工程と、 信号S1とC1またはS2とC2にゲインを適用する工
程と、 信号S’N=SN+GCNとC’N=GSN+CN(式
中N=1または2)を生成する工程と、 出力信号F(S’1,C’1,S1,S2)またはF
(S1,C1,S’2,C’2)を生成する工程と、か
ら成る方法。 - 【請求項12】請求項11に記載の方法であって、出力
信号がゼロトルク下でゼロとなるよう、ゲインGの値を
決定する前工程から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項13】請求項10〜12のいずれかに記載の方
法であって、信号の振幅の等化工程が、EEPROM、
ツェナー・ザッピング、または同等の種類のin si
tuプログラミングによって実施されることを特徴とす
る方法。 - 【請求項14】請求項1〜9のいずれかに記載のトルク
測定装置を備えたステアリングコラム(2)であって、
検出素子(1)がコラム(2)に組み込まれていること
を特徴とするステアリングコラム。 - 【請求項15】回転軸に加えられるトルクを測定するモ
ジュール(24)であって、請求項1〜9のいずれかに
記載の装置と、回転軸の2つの部分の各々を該モジュー
ル(24)に連結させる手段(25,26)とを備え、
回転軸が検出素子(1)を有さないことを特徴とするモ
ジュール。 - 【請求項16】回転軸に加えられるトルクを測定するモ
ジュール(24)であって、請求項1〜9のいずれかに
記載の装置と、回転軸の1端とトルクを加える部材との
各々を該モジュール(24)に連結させる手段(25,
26)とを備え、回転軸が検出素子(1)を有さないこ
とを特徴とするモジュール。
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005148063A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Snr Roulements | 絶対トルクを検出するシステムと該システムからなるモジュール |
JP2011209143A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Honda Lock Mfg Co Ltd | トルクセンサ |
WO2012108477A1 (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-16 | 株式会社ジェイテクト | トルク検出装置 |
JP2012163492A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
JP2012163494A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
JP2012163493A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
KR20150079670A (ko) * | 2012-10-23 | 2015-07-08 | 닛본 세이고 가부시끼가이샤 | 토오크 검출 장치, 전동 파워 스티어링 장치 및 차량 |
WO2016208712A1 (ja) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
JP2017015696A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
JP2017044683A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
CN107709947A (zh) * | 2015-06-26 | 2018-02-16 | 日本精工株式会社 | 相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆 |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMO20010110A1 (it) * | 2001-05-29 | 2002-11-29 | G S Srl Unipersonale | Procedimento per la calibrazione di un sensore per la misura dell'angolo di inclinazione di una ruota di un autoveicolo |
JP2004020370A (ja) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルク検出装置 |
US20060118351A1 (en) * | 2002-08-26 | 2006-06-08 | Nsk Ltd. | Electric power steering apparatus |
FR2884918B1 (fr) * | 2005-04-22 | 2007-08-10 | Skf Ab | Dispositif et procede de mesure de couple de torsion. |
US7237444B2 (en) * | 2005-06-29 | 2007-07-03 | Freudenberg-Nok General Partnership | Torque cell for determining a torque load on a rotary member |
FR2902699B1 (fr) | 2006-06-26 | 2010-10-22 | Skf Ab | Dispositif de butee de suspension et jambe de force. |
FR2906587B1 (fr) | 2006-10-03 | 2009-07-10 | Skf Ab | Dispositif de galet tendeur. |
FR2908512B1 (fr) | 2006-11-15 | 2009-02-27 | Skf Ab | Dispositif de detection de couple transmis par un arbre. |
FR2913081B1 (fr) | 2007-02-27 | 2009-05-15 | Skf Ab | Dispositif de poulie debrayable |
JP2008256456A (ja) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Shimano Inc | 捩れ検出用スリーブ部材及びそれを用いたトルク検出装置 |
FR2918451A1 (fr) * | 2007-07-05 | 2009-01-09 | Skf Ab | Dispositif de mesure du couple de torsion |
US8672086B2 (en) * | 2007-08-02 | 2014-03-18 | Marine Canada Acquisition Inc. | Torque sensor type power steering system with solid steering shaft and vehicle therewith |
US8970208B2 (en) | 2010-02-11 | 2015-03-03 | Sri International | Displacement measurement system and method using magnetic encodings |
EP3112833B1 (en) * | 2015-07-03 | 2018-05-09 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for measuring torque on rotating shaft |
US10843562B2 (en) | 2019-04-05 | 2020-11-24 | Ka Group Ag | Steering system for a vehicle having a magnetic paddle shift system |
FR3133080B1 (fr) | 2022-02-25 | 2024-05-31 | Ntn Snr Roulements | Procédé de réalisation d’un codeur |
FR3133081B1 (fr) | 2022-02-25 | 2024-03-15 | Ntn Snr Roulements | Système de détermination d’un couple |
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FR3142252A1 (fr) | 2022-11-18 | 2024-05-24 | Ntn-Snr Roulements | Système de détermination d’un couple appliqué entre deux organes |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT280656B (de) * | 1968-02-19 | 1970-04-27 | H C Hans Dipl Ing Dr Dr List | Schaltungsanordnung zur Messung des Verdrehwinkels |
DE3112714C1 (de) * | 1981-03-31 | 1982-11-11 | Jean Walterscheid Gmbh, 5204 Lohmar | Vorrichtung zum Messen und UEberwachen des Antriebes an einem landwirtschaftlichen Anbau- oder Anhaengegeraet |
US4533902A (en) * | 1983-03-25 | 1985-08-06 | Baker Alan J | Precision angle transducer using nonprecision rotors |
FR2599794B1 (fr) * | 1986-06-10 | 1991-06-07 | Roulements Soc Nouvelle | Palier ou roulement a capteur d'informations |
CA1306618C (en) * | 1987-03-25 | 1992-08-25 | Normand Guay | Torquemeter |
US4907460A (en) * | 1987-10-30 | 1990-03-13 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Torque sensor |
FR2754063B1 (fr) * | 1996-09-30 | 1998-11-13 | Roulements Soc Nouvelle | Circuit de multiplication de resolution et de determination de sens de deplacement |
FR2769087B1 (fr) * | 1997-09-26 | 2000-01-28 | Roulements Soc Nouvelle | Capteur numerique de position |
FR2792403B1 (fr) * | 1999-04-14 | 2001-05-25 | Roulements Soc Nouvelle | Capteur de position et/ou de deplacement comportant une pluralite d'elements sensibles alignes |
JP3698628B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2005-09-21 | 光洋精工株式会社 | トルク検出装置及び舵取装置 |
FR2816051B1 (fr) * | 2000-10-31 | 2003-02-14 | Roulements Soc Nouvelle | Dispositif de mesure d'un couple de torsion et module le comprenant |
-
2001
- 2001-03-09 FR FR0103256A patent/FR2821931B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-05 DE DE60224738T patent/DE60224738T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-05 AT AT02290541T patent/ATE384936T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-03-05 EP EP02290541A patent/EP1239274B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-06 BR BR0200642-1A patent/BR0200642A/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-03-08 US US10/094,496 patent/US6837116B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-11 JP JP2002065809A patent/JP4387082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005148063A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Snr Roulements | 絶対トルクを検出するシステムと該システムからなるモジュール |
JP2011209143A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Honda Lock Mfg Co Ltd | トルクセンサ |
US9057652B2 (en) | 2011-02-08 | 2015-06-16 | Jtekt Corporation | Torque detecting apparatus |
JP2012163492A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
JP2012163494A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
JP2012163493A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Jtekt Corp | トルク検出装置 |
WO2012108477A1 (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-16 | 株式会社ジェイテクト | トルク検出装置 |
KR20150079670A (ko) * | 2012-10-23 | 2015-07-08 | 닛본 세이고 가부시끼가이샤 | 토오크 검출 장치, 전동 파워 스티어링 장치 및 차량 |
KR102008553B1 (ko) | 2012-10-23 | 2019-08-07 | 닛본 세이고 가부시끼가이샤 | 토오크 검출 장치, 전동 파워 스티어링 장치 및 차량 |
WO2016208712A1 (ja) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
JP2017015696A (ja) * | 2015-06-26 | 2017-01-19 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
CN107709947A (zh) * | 2015-06-26 | 2018-02-16 | 日本精工株式会社 | 相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆 |
US10035535B2 (en) | 2015-06-26 | 2018-07-31 | Nsk Ltd. | Relative angle detection device, torque sensor, electric power steering device and vehicle |
CN107709947B (zh) * | 2015-06-26 | 2019-02-01 | 日本精工株式会社 | 相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆 |
JP2017044683A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 日本精工株式会社 | 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 |
Also Published As
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