JPH01270627A - トルクセンサ保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ｌ−ルクセンサの故障検知に係り、特に軸の
ねしれによって生ずる位置の相対ずれを検出する１〜ル
クセンサ保護装置、あるいはこのトルクセンサを主体と
する駆動力補助装置等に関するものである。

〔従来の技術〕

従来装置は、例えば実開昭６１−７６３３８号公報の第
１図記載のように、軸の両端にドラムを取付け、このド
ラムの回転角度に対応して各々の磁気センサから出力を
得、この各々の磁気センサがらの位相差信号を演算増幅
回路で演算してトルクを求めるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記、従来技術は、軸の停止時におけるトルクの検出方
法の記載はなく、さらに磁気センサ等の故障に対する配
慮が全くされておらず、故障を検出できない問題があっ
た。

本発明の目的は、磁気センサや配線等の故障をいち早く
検出し、システムに異常信号を送り、トルクセンサやシ
ステムの保護を図り、又、システムの暴走を防止して操
作者を事故から保護することを目的とすることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、特許請求の範囲第１項記載の第１の発明、
すなわち、回転軸上の負荷側と駆動側にそれぞれ第１お
よび第２の回転ドラム又は回転ディスクを取付け、各々
の回転ドラム又はディスクに対向して第１および第２の
位置センサを対向配置し、各位置センサよりそれぞれの
回転ドラム又はディスクの回転位置に対応して第１およ
び第２のそれぞれ複数の出力を発生させ、前記第１及び
第２の出力の位相差をトルクとして検出するトルクセン
サに於いて、前記第１又は第２の複数の出力のうち１個
の出力が変化しないのに他の出力が変化している場合は
その１個が故障であると判定して、異常信号を出力する
ことにより達成される。

又、特許請求の範囲第７項記載の第２の発明、すなわち
、補助トルク手段を無効にすることによっても達成でき
、更に第１３項記載の好適な磁気センサを用いることに
より、容易に実施できるものを提供できる。

〔作用〕

駆動軸の駆動側と負荷側に固定した磁気ドラムと対向し
て配置した第１及び第２の磁気センサで構成し、第１及
び第２の磁気センサから複数の信号を出力させる。この
複数の出力は磁気ドラムが回転するとそれに応じて出力
が変化するので、この出力信号の大きさから磁気ドラム
の回転位置を知ることができる。このようにして２個の
磁気ドラムの回転位置がわかるのでその位置の差すなわ
ち角度差が捩り角となってトルクを検出できる。

ここで各磁気ドラムの複数の出力を調べて１個の出力の
みが変化せず他の出力が変化していれば、その１個が故
障していると判断することができる。

このように第１および第２の磁気ドラムから得られる複
数の信号を調へることにより、故障をいち□　早く検出
できる。

〔実施例〕

本発明に係る１−ルク検出装置の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例であるトルク検出装置の略示
構成図である。第２図は第１図において一方の磁気ドラ
ムと磁気センサの関係を示した略示構成図である。第３
図（Ａ）、（Ｂ）は第２図の一部展開図であり、第４図
は磁性体３に記録した磁気信号Ｎ−３と磁気抵抗効果素
子の抵抗変化の関係を示す図、第５図は磁気抵抗効果素
子の接続図、第６図（Ａ）、（Ｂ）はこれによって得ら
れる出力波形説明図である。

第１図において、１は回転軸であり、２，２′は回転ド
ラムである。回転軸１は、駆動軸でもある。又磁気信号
Ｎ−８を記録した磁性体３，３′を有する回転ドラム２
，２′は軸１に間隔りだけで隔てて固着されている。４
は磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と称す）Ｒで構成さ
れる磁気センサであり、各々回転ドラム２，２′に対向
し、小さな間隔を介して配置される。ここで、回転ドラ
ム２，２′と磁気センサ４，４′の動作について第２図
を用いて説明する。

第２図では、動作説明上回転トラム２と磁気センサ４を
取り出したものである。前述したように回転ドラム２の
磁性体３にはＮ、Ｓの磁気信号が全周にわたって記録さ
れており、間隙Ｑを介してＭＲ素子Ｒ１〜Ｒ４で構成さ
れた磁気センサ４が対向配置されている。

第３図（Ａ）および第３図（Ｂ）は、第２図に示した回
転ドラム２における磁性体３と磁気センサ４の配置関係
を示す拡大展開図である。第３図において、ＭＲ素子Ｒ
ｉ　＋　Ｒ３＋　Ｒ２＋　Ｒ４は、磁気記録波長（Ｎ極
とＳ極の間隔）λに対してλ／４ずつ離して配置してい
る。第４図にこの動作波形を示した。第４図において、
前記回転トラ１１２の磁性体３は、回転トラム２の回転
によって図示矢印のように移動するものである。一方、
周知のようにＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２は、磁気信号のＮ極。

Ｓ極の磁束変化のいずれかの信号が加わると抵抗値が低
下する特性を有しているので、磁性体３が矢印のごとく
移動すると、ＭＲ素子Ｒ，、Ｒ２の抵抗変化は、記録波
長λに応した抵抗変化が得られ各々の抵抗変化はλ／２
位相のずれた波形となる。ここで、前記ＭＲ素子Ｒ１，
Ｒ２を第５図のように直列に接続し、その中点から出力
端子ＦＡＩを取出した３端子に接続し、両端に電圧■を
加えると出力端子ＥΔ１から得られる電圧は、第６図（
Ａ）に示すような波形となり、磁性体３に記録した磁気
信号に対応した出力ＦＡＩが得られるものである。一方
、ＭＲ素子Ｒ３，ＲａはＲ１，Ｒ２に対してλ／４ずれ
ているので、ＭＲ素了Ｒ３゜Ｒ４による出力は同様ＦＡ
Ｉから９０’位相の異るＥＢＩが行られる。また同様に
第１図で示した回転Ｉくラム２′と磁気センサ４′から
も同様の作用で第６図（Ｂ）に示した波形ＥΔ２及びＥ
Ｂ２が得られる。

ここで、第１図のトルク検出装置において、例えば軸１
の駆動側にモータを取り付け、負荷側に負荷を取り付け
ると軸１は、その負荷１〜ルクに比例して角度０だけね
しれる。これを式であられすと次のようになる。

ここで、０：ねじれ角（ｒａｄ）　、　Ｇ　：軸のせん
新係数（ｋｇ／ｆｆ１）　、　Ｌ　ニドラム間の距離（
（１））、ｎ：軸径（（７））である。せん新係数Ｇは
軸の材質で決まるもので、ドラム間の距離りと軸径りが
決まればねしれ角Ｏに対するトルクＴがわかる。従って
、軸］のねじれ角Ｏを検出することにより、Ｉ・ルク測
定が可能となる。軸１のねしれ角Ｏのｔ１１１定方法の
一例を第７図（ハ）および第７図（Ｂ）に示す。第７図
（Ａ、　）　　において、軸１のねじれＯは、回転トラ
ム２と磁気センサ４で得られる出力ＥΔ１と回転１へラ
ム２′　と磁気センサ４′で得られる出力ＥＡ２の零ク
ロスにおける位相差０２−０１を測定して行う。すなわ
ち、第７図（Ａ）に示すように負荷トルクが小さい場合
は、軸」のねじれ量も小さいので出力ＥΔ１とＥΔ２の
零クロスにおける位相差ＯＳは小さくなる。逆に、第７
図（Ｂ）のように負荷１〜ルクが大きい場合は軸１のね
じれ量も増加するので、零クロスにおける位相差Ｏ，，
は大きくなる。従って、この位相差Ｏ２あるいはＯｌを
測定すればトルクの大きさを検出てきる。

第７図では磁気センサ４，４′の出力ＥΔ１とＥＡ２の
信号が零クロス時における位相差を求めた例であるが零
クロス以外の場所でも同様にトルクを検出することがで
きる。すなわぢ、ＥΔ１．　ＥＢＩ及びＥΔ２．　ＥＢ
２が正弦波であれば、正弦波の大きさから各磁気ドラム
の角度をそれぞれ測定できるので、その角度差を求める
ことにより、高分解能にトルクを測定することが可能な
ものである。

第８図はＭＲ素子の磁気センサで正弦波を得る原理を説
明するための図である。磁気センサ４の磁気抵抗効果素
子（ＭＲ素子）Ｒａ工とＲａ２及びＲｂ工とＲ１，２は
記録波λに対してλ／２離して配置し、Ｒａ　１とＲｂ
ｚおよびＲａ　１とＲｂ２はそれぞれλ／６離して配置
している。このような配置で各ＭＲ素子を図示のように
接続するので回転ドラム２が回転すると各ＭＲ素子Ｒａ
　１とＲａ２による出力ｅａは図示の実線ｅａのように
なる。この波形歪はＭＲ素子が磁界に対して抵抗変化が
飽和するために生ずる。このためこの歪波の主成分は第
３次調波であり、図示破線のように基本波ｅａ１と第３
次調波ｅａ３に分けることができる。またＭＲ素子Ｒｂ
ｉとＲｂ２による出力ｅ５も同様に基本波ｅｂｌと第３
次調波ｅ＋、３のようになる。接続図に示ずブリッジ出
力（ｅａ十ｅ１．）すなわちＦＡＩを考えると第３次調
波ｅａａとｅｂ３は逆位相で打波され基本波のみが得ら
れる。

第９図は正弦波出力の磁気センサをトルクセンサに使用
した一実施例の磁気ドラムと磁気センサの展開図である
。４１はＭＲ素子を担持するガラス材料等の基体である
。駆動側の磁気ドラム２１には磁性体の磁気トラック３
１１を設け、記録ピッチλのＮ−３の磁気信号を連続し
て記録しである。また、負荷側の磁気トラム２２には２
つの磁気ｌ・ラック３２１と３２２があり、３２１には
前記磁気１−ラム２１の磁気トラック３１１と同様に記
録ピッチλの磁気信号を連続して記録しである。

また磁気１〜ラツク３２２には記録ピッチλの磁気信号
を１個のみ記録している。これに対向する磁気センサ４
は図示のようにＭＲ素子Ｒ１〜Ｒ１Ｂが配置されている
。すなわち、磁気ドラム２１に対してＭＲ素子Ｒ１〜Ｒ
８を配置し、磁気ドラム２２の磁気トラック３２１に対
して＋１４Ｒ素子Ｒ９〜Ｒ１６を配置する。さらに磁気
トラック３２２にはＭＲ素子Ｒ１？、　Ｒ１８を配置す
る。またＭＲ素子Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４，Ｒ５とＲｅ
　、Ｒ７とＲｓ、Ｒ９とＲｉ　ｏ　、　Ｒ１ｔとＲ１ｘ
　、　Ｒ１３とＲ１４゜Ｒｘ５とＲｌＢはそれぞれλ／
６離して配置しており、ＭＲ素子Ｒ１＋　Ｒｓ　＋　Ｒ
５＋　Ｒ７およびＲ９゜Ｒ１１１Ｒ１ｓ　、　Ｒ１５さ
らにＲ１７，Ｒｌｇはそれぞれλ／４離して配置する。

また、これらＭＲ素子を第１０図に示すような接続を行
って各ＭＲ素子からの出力ｅａ−ｅ８を得る。ＭＲ素子
Ｒｔ＋　Ｒ２，ＲＦＩ　。

Ｒ６及びＲ３，Ｒ４、Ｒ７＋　Ｒ８とＲ［ｌ　、　Ｒｔ
ｏ。

Ｒｉ　３．　Ｒ１４とＲ１１，ＲＩＺνＲ１６，ＲｌＢ
によって作られたブリッジの出力ｅ１−ｅｚ及びＡ３−
Ａ４とＢ５−ｅｓとＡ７−Ｂ８は第８図と同じ構成とな
って正弦波の出力が得られる。また、ＭＲ素子Ｒ１７と
Ｒｉａによる出力は１回転１パルスの出力を得るための
もので基準位置信号として使用する。

これらの出力は第１１図に示す処理回路によって増幅さ
れ、アナログ、デジタル変換されてマイクロコンピュー
タＭＣに取込まれてトルクの演算を行う。第１１図は抵
抗Ｒｏ　１〜ＲＯ４と増幅器Ａ　Ｍ　ｔにより差動増幅
する構成でその出力をアナログ。

デジタル変換器Ａ　Ｄ　１に入力する。同じ構成を４組
使用し、各入力には第６図の出力電圧Ｅ＾１゜ＥＢｔ＋
　ＥＡ２．　ＥＢ２に相当する４種の電圧ｅ１−８２゜
８３−　Ａ４．Ｂ５　ｅＱ、Ａ７−８８を入力し、その
出力はＡ　１　、　Ｂ　ｓ　ｒ　Ａ　２１　Ｂ　２の出
力となる。またＡ　Ｄ　ｓ〜ＡＤａで変換された４組の
信号はそれぞれマイクロコンピュータＭＣに入力される
。また１回転の基準信号ｅｏはコンパレータＣＭ　ｓ　
を介してその出力パルスをマイクロコンピュータＭＣに
入力される。なおマイクロコンピュータＭＣで基準位置
信号を元に演算した位置情報及び速度情報。

トルク出力等を出力して、システムに信号を送る。

さらに出力端子１５からは後述するトルクセンサが故障
した場合の異常信号を出力する。マイクロコンピュータ
ＭＣでは第１２図に示すフローチャートに従って演算処
理を行って、端子１４にトルクに比例した出力を出す。

第１２図のフローチャートは始めに磁気センサ４．４′
の出力をアンプしてＡ／Ｄ変換した後のディジタル値Ａ
１　、Ｂｓ　、ＡＺ　、Ｂ２を読み込む、次にＡ１とＢ
１より次式のような演算を行って回転ドラム２の角度０
１を出す。

ここでＡ１とＢ１の正負を判別してモードを判定してＡ
１の値を決める。

同様にして、入力Ａ２．Ｂ２により回転ドラム２′の角
度θ２を次式で計算する。

次に角度θ１と０２の差より回転ドラム２と２′の角度
差すなわちねじれ角Ｏｏを演算して、（１）式より変形
した次式によりトルクＴを演算する。

３２×Ｌ 次にトルクＴを出力して始めの状態に戻る。ここで（２
）式の０１の演算は（５）式のようにＡ１又は θ１＝ｓｉｎ−’Ａ　ｔ＝ｃｏｓ−’Ｂ　ｔ　　　　　
　　　　　　−（５）Ｂ１だけを使用しても演算できる
。しかし回転ドラム２又は２′　と磁気センサ４又は４
′との小さな間隙（スペーシング）の変化等により、磁
気センサ４，４′の出力が変化した場合は出方Ａ１゜Ｂ
２が同時に変化するので（２）式のようにＡ工とＢ１　
を割算したほうが精度を高くできる。

第１３図は第１２図の動作を示したものである。

マイクロコンピュータＭＣに入力される第１の磁気セン
サであるＭＲ素子Ｒ１〜Ｒ８がら得られる信号Ａ】　と
Ｂ１は図示のようにｓｉｎ波とＣＯ３波である。

まず、Ａ１及びＢ１の正負を判定するとＡＩＦ及びＢＩ
Ｆに示すように分かれる。これはＡＩＦとＢｎ−を２　
ｂ　ｉ、　ｔの信号として考えれば図示の４つのモード
に分けることができる。また、ｓｉｎ波Ａ１をｃｏｓ波
Ｂ１で徐した値りと角度ｏ１との関係は図示のようにな
り、角度９０°ごとにその値がωとなる。

また同様に第２磁気センサであるＭＲ素子Ｒｏ〜Ｒ１Ｂ
から得られる信号Ａ２とＢ２に於いても全く同様に図示
のように角度０２とＤの値の関係が得られる。Ａ　１．
　／　Ｂ　ｉの値りは０〜３６ｏ°の間で同し値が２ケ
所あるか、モー１へが異っているために角度を判別でき
る。今（イ）点で第１と第２の磁気センサの出力から角
度ｏ１と０２を求めるとθｉ＝ｏで（ｊ２＝−３Ｑ度で
あり、その角度差０ｌ−０２＝３０度となり、これに相
当したトルクを（４）式から演算できる。（イ）点より
ある時間経過後の（ロ）点で同様に角度を測定すると。

工＝６０度＋０２”３０度となり、角度差。１−０２は
３０度になって、一定トルクならどの位置でも同じトル
クを検出できるようになる。

第１４図は回転位置及び回転速度を検出するためのフロ
ーチャートを示す。ます、正弦波のディジタル入力Ａ１
　、Ｂ１を取込み、速度測定用のタイマーの時間しを読
込んで１時保管した後タイマーを再スター１−させる。

次にトルク検出を行ったと同様に（２）式による演算に
より１サイクル内の微角度０１を得る。次に、前回の微
角度し−１をメモリから読出し、今回の角度ｏ１との差
を演算して角度の変化分（（ｌｎ−ｔ　　（＋１）を求
め、これを先に］時保管した前回と今回の時間差しで割
って速度■を演算して、出力端子１３に出力する。また
、位置の演算は今回の微角度θ１と前回に微角度０ｎ−
１の差に前回までの角度累積０Σ−１を加えて現在角度
ＯΣを演算する。次に基準位置信号を取込んでもし信号
があれば、現在角度０Σをｏ−ｉｌに変更して基準値に
合わせる。次にこの値０Σを出力端子１２に出力する。

次に今回の微位置ｏ１をＯｎｌのメモリに入れ、現在角
度ＯΣを前回の角度ＯΣ−１メモリに入れて元に戻る。

以−１−は微角度０１と前回の微角度（ｌｎｌが１サイ
クル以内の例であるが１サイクル以上変化する場合は角
度累積を用いて演算する。

第１５図はこのトルクセンサを使用したトルク制御装置
を示す。トルク指令値ＣＭとトルクセンサ１゛Ｓの出力
を比較し、その値により制御回路でモータＭに加える電
流及び回転方向を制御する。

モータＭの出力を１〜ルクセンサＴＳで検出して、１−
ルク指令値ＣＭと突合わせ比較する一例である。

第１６図はトルクセンサＴＳを利用した駆動力補助装置
を示すものであり、具体的には自動車の補助操舵装置で
ある。ステアリングホイールＳ　ＶＴＩの軸であるハン
ドル軸ＨＳに第１図のトルクセンサを取付け、駆動側を
ステアリングホイールｓｗとし、負荷側にモータＭのト
ルクが伝達されるように構成し、その先にピニオンＰＩ
とラックＬＡを介して車輪Ｗを操舵する構成である。指
令は運転者がステアリングホイールＳｗを操作してトル
クセンサにトルクを与えると、このトルクを検出し、制
御回路ＣＣでこのトルクに見合った電流又は回転方向を
出力してモータＭを駆動する。モータＭのトルクをピニ
オンとラックを介して車輪に伝えて操舵して運転者の力
を補償する。

これらの使用例かられかるようにトルクセンサが故障す
れば装置が誤動作して非常に危険になることがわかる。

第１７図はトルクセンサの故障を判断し早く安全処理を
するための故障判断の例である。この図は第１１図の信
号ＡＩとＢ１の波形を示す。時間ｔ１〜ｔ２の間は信号
ＡＩとＢ１は正常に現われており、ｔ２になった所で故
障のため信号Ｂｌが異常になった例である。異常の原因
によりその出力は（ａ）〜（ｒｌ）までその出カイ直は
さまざまであるが異常を発生するとその出力は変化しな
くなる。それに対して信号Ａ１は正常な信号を出力しつ
づける。

したがって、信号Ａ１が変化している時にＢ工が変化し
ないことを調べれば故障が発生したことを検出できる。

また、信号Ｂｌ　が変化している時にＡｘの変化を見て
も同様である。

第１８図は異常検出のフローチャートである。

まず、信号Ａ１．Ｂｔ　を取込み、各信号よりモート判
定を行う。次にメモリに入っている前回の信号の値Ａ１
ｎ　１１　Ｂｔｎ−ｔと順次今回の値と比較し、両者が
変化しているか又は両者が変化してなければ正常と判断
して、正常なトルクの演算を行ない正常な運転を行なう
。しかし、Ａ１及びＢ１の信号が前回の値と比較し一方
が変化して他方が変化してない場合はどちらかの信号が
異常であると判断して、異常時の処理を行う。信号Ａ２
．Ｂ２についても同様に行う。

第１９図は電気的なノイズによって異常と判断させるの
を防止するフローチャートである。これは短いある一定
時間をおいて、信号Ａ１又はＢ１を２度読み込んで、そ
の値がほぼ等しければ異常の判断を行ない、その値が大
きく異っている場合はノイズと判断して異常の判断を行
なわず始めに戻る。

第２０図は第１６図に示した、駆動力補助装置すなわち
自動車の操舵補助に使用した場合の正常動作のシーケン
スを示す。正常動作時はトルクセンサの出力に応じてモ
ータのトルクを決定し、モータの回転方向を判定し、次
にモータに流す電流と回転方向を出力する。

第２１図は同じ自動車の操舵力補助制御装置に使用した
場合の異常時の処理の一例を示す。まず異常信号及び警
報を出力する。次にモータの駆動を停止すると同時にモ
ータの負荷側に取付けたクラッチを解放してモータがス
テアリングの負荷にならないようにする。

第２２図は異常が生じてもすぐ停止させずに、ある時間
１個の磁気センサの信号のみで１〜ルクを検出し、ある
時間経過後に異常処理な行う場合のフローチャートであ
る。まず、第１８図のような方法で故障判定を行い故障
と判定されれば第１次警報を出力し、次に故障してない
ほうの信号Ａ１又はＢ１を用いてθ工を割算するが１個
の出力が故障しているためモード判別ができないので、
０１の値が２つ出てくるが前回の計算で使用したｅ　１
ｎ−１の値に近いほうを選んでＢ１とする。次に同様に
０２を計算し、両角度の差Ｏを計算しトルクを計算する
。次に前回の数ＮをＮ＋１にしてこのＮがある定まった
数Ｎｏになったかどうかを調べＮｏになっていれば異常
処理を行うが、ＮがＮｏ以下の時は正常運転を行なう。

これによれば故障しても直ちにモータが停止することが
ないのである。準備時間をおいて徐々に停止するので、
安全かつ実用的な手法といえる。

第２３図は磁気ディスクを使用した例で軸の右左に磁気
ディスクを固定し、各ディスクに対向した２つの磁気セ
ンサで各ディスクの位置を検出する例である。

〔発明の効果〕

前述のように第１の発明によれば、回転軸上の負荷側と
駆動側にそれぞれ第１および第２の回転−２４＝ ドラム又は回転ディスクを取付け、各々の回転１くラム
又はディスクに対向して第１および第２の位置センサを
対向配置し、各位置センサよりそれぞれの回転ドラム又
はディスクの回転位置に対応して第１および第２のそれ
ぞれ複数の出力を発生させ、前記第１及び第２の出力の
位相差をトルクとして検出する１〜ルクセンサに於いて
前記第１又は第２の複数の出力のうち１個の出力が変化
しないのに他の出力が変化している場合はその１個が故
障であると判定して、異常信号を出力するように構成し
たので、トルクセンサの故障を容易に検出でき、又、第
２の発明では故障検出時はモータ等の補助トルク手段を
回転軸から切離すように構成したのでシステムが暴走す
ることがなく安全であり、又、第３の発明ではこの種ト
ルクセンサに好適な磁気センサを得ることができ、更に
、第４の発明のように非常に簡単な方法でｌ・ルクセン
サや配線等の異常、故障を検出できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のトルク検出装置の略示構成
図、第２図はトルク検出装置を構成する回転ドラムと磁
気センサの詳細図、第３図（Ａ）は磁性体の展開図、第
３図（Ｂ）はこの磁性体に対する磁気センサの平面図、
第４図は磁性体に記録された磁極とセンサの出力を示す
図、第５図はＭＲ素子の三端子接続図、第６図（Ａ）お
よび第６図（Ｂ）は三端子の中点から得られる出力波形
図、第７図（Ａ）および第７図（Ｂ）も同しく磁気セン
サから得られる出力波形に基づいて負荷トルク検出する
手法の説明図、第８図（Ａ）は本発明の正弦波出力を得
る手段の１実施例であり、第８図（Ｂ）はＭＲ素子の接
続図、第９図は本発明の他の実施例の磁気ｌへラムと磁
気センサの展開図、第１０図は第９図の磁気センサの接
続図、第１１図は本発明の回路構成図、第１２図は本発
明のフローチャー１へ、第１３図は本発明の動作説明図
、第１４図は本発明の他の実施例の速度１位置検出のフ
ローチャー１−１第１５図は本発明の１〜ルクセンサを
用いた制御装置の構成図、第１６図は本発明の他の実施
例で自動車の操舵補助装置を示す図、第１７図は本発明
の故障検出の説明図、第１８図は本発明の故障検出のブ
ローチャ−１選第１９図は本発明のノイズ対策の一実施
例、第２０図は自動車の操舵補助の一実施例の正常運転
のフローチャート、第２１図は自動車の操舵補助の一実
施例の異常処理のフローチャート、第２２図は本発明の
他の実施例の故障判定から異常処理に入るまでのフロー
１ヘチヤー１〜、第２３図は本発明の他の実施例の構成
図である。 １・・回転軸、２，２′・・・回転１ヘラム、３，３′
磁性体、４，４′　磁気センサ、１２・位置出力部、１
３　速度出力部、１４トルク出力部、Ｒ１〜Ｒａｇ　　
−ＭＲ素子、　ＥＡ１．　　Ｅ１３１．　　ＥＡ２．Ｅ
Ｉ３２磁気センザ出力、Ａ１　＋　Ｂ＋　、Ａ２　、Ｂ
２　　・Ｉヘルク測定用デジタル信号、ＭＣ・ｌ−ルク
指令、’ｒｓ−ｔ〜ルクセンサ部、Ｍ・モータ、ＣＣ・
制御回路、ＳＷ・ステアリンクホイール、ＨＳ　　パン
１−ル軸、ＰＸ　　ピニオン、■７Ａ・ランク、Ｗ　車
輪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸上の負荷側と駆動側にそれぞれ第１および第
   ２の回転ドラム又は回転ディスクを取付け、各々の回転
   ドラム又はディスクに対向して第１および第２の位置セ
   ンサを対向配置し、各位置センサよりそれぞれの回転ド
   ラム又はディスクの回転位置に対応して第１および第２
   のそれぞれ複数の出力を発生させ、前記第１及び第２の
   出力の位相差をトルクとして検出するトルクセンサに於
   いて、前記第１又は第２の複数の出力のうち１個の出力
   が変化しないのに他の出力が変化している場合はその１
   個が故障であると判定して、異常信号を出力することを
   特徴とするトルクセンサ保護装置。 ２、前記特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、前
   記複数の出力を正弦波と余弦波としたことを特徴とする
   トルクセンサ保護装置。 ３、前記特許請求の範囲第２項記載のものに於いて、各
   回転ドラム又は回転ディスクの角度θを演算する場合に
   正弦波出力と余弦波出力の商を求めるようにしたことを
   特徴とするトルクセンサ保護装置。 ４、前記特許請求の範囲第３項記載のものに於いて、正
   弦波又は余弦波のどちらか一方の出力が変化しているの
   に他方の出力が変化しない場合は、変化しない方の出力
   を故障と判断して、異常信号を発生すると共に変化する
   方の出力のみで角度演算を行ない、前回のトルクに近い
   ほうの値を使用することを特徴とするトルクセンサ保護
   装置。 ５、前記特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
   １つに記載したものに於いて、回転ドラム又は回転ディ
   スクを磁気ドラム又は磁気ディスクとし、位置センサを
   磁気センサとしたことを特徴とするトルクセンサ保護装
   置。 ６、前記特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、前
   記位置センサの出力を読込む場合は短い所定時間後にふ
   たたび読込みを行つてその値がほぼ等しくなければノイ
   ズと判定し、故障の判断を行なわず、もう１度始めから
   読込みを行うことを特徴とするトルクセンサ保護装置。 ７、人為的あるいは機械的に駆動力が与えられる回転駆
   動軸上の負荷側と駆動側にそれぞれ第１および第２の磁
   気ドラム又は磁気ディスクを取付け、各々の磁気ドラム
   又はディスクに対向して第１および第２の磁気センサを
   対向配置し、各磁気センサよりそれぞれの磁気ドラム又
   はディスクの回転位置に対応して第１および第２のそれ
   ぞれ複数の出力を発生させ、前記第１及び第２の出力の
   位相差をトルクとして検出するトルクセンサと、このト
   ルクセンサの出力により上記回転軸の負荷側に付与すべ
   き補助トルクを発生する補助トルク手段を制御する制御
   手段より成るトルク制御装置に於いて、前記第１又は第
   ２の複数の出力のうち１個の出力が変化しないのに他の
   出力が変化している場合はその１個が故障であると判定
   して、前記補助トルク手段を無効にすることを特徴とす
   る駆動力補助装置。 ８、前記特許請求の範囲第１項あるいは第７項のいずれ
   か１つの記載において、前記で故障であると判定した場
   合は警報を発することを特徴とするトルクセンサ保護装
   置、あるいは駆動力補助装置。 ９、前記特許請求の範囲第７項記載のものに於いて、前
   記複数の出力を正弦波と余弦波としたことを特徴とする
   駆動力補助装置。 １０、前記特許請求の範囲第９項記載のものに於いて、
   前記正弦波又は余弦波のどちらか一方の出力が変化して
   いるのに他方の出力が変化しない場合は変化しない方が
   故障と判断して異常信号を発生し、前記補助トルク手段
   を無効とすることを特徴とする駆動力補助装置。 １１、前記特許請求の範囲第７項記載のものに於いて、
   前記磁気センサの出力を読込む場合は短い所定時間経過
   後に再び読み込んで、その値がほぼ等しくなければノイ
   ズと判定して、前記故障の判断を行なわず、再度始めか
   ら再読み込みを行うことを特徴とする駆動力補助装置。 １２、前記特許請求の範囲第７項記載のものに於いて、
   前記回転駆動軸を自動車の操舵ハンドル軸とし、前記駆
   動側はハンドル側で、前記負荷側がタイヤ側とし、前記
   補助トルク手段をモータとし、操舵力を補助するように
   構成したことを特徴とする駆動力補助装置。１３、基体
   ４１にそれぞれのＭＲ素子を電気角でｎ±λ／６だけ離
   して配置した少なくとも４組の第１および第２のＭＲ素
   子列と、基準信号を出力する第３のＭＲ素子列とを担持
   し、第１、第２のＭＲ素子列のそれぞれの二つの組をそ
   れぞれ電気角でｎ±λ／４だけ離間して配し、ｎ±λ／
   ４だけ離間した二つの組を他の二つの組に対し電気角で
   ｎ±λ／２だけ離間したものである磁気センサ。 １４、前記特許請求の範囲第１２項記載のものにおいて
   、 トルクセンサが異常であると判断された場合は前記モー
   タを回転駆動軸から切離すことを特徴とする駆動力補助
   装置。 １５、回転軸上の駆動側と負荷側にその位置における角
   度を検出する装置を設け、この装置によつて検出された
   二つ角度の差によつて回転軸に印加されているトルクを
   検出するものにおいて、前記角度を検出する両装置のい
   ずれか一方の出力がサンプリング時間内で変動し、他方
   の出力が変動しない場合に異常と判断し、両装置の出力
   のいずれもがサンプリング時間内で変動しているか、も
   しくは変動していない場合に正常と判断するトルクセン
   サの異常検出方法。