JPS6255534A - Torque-measuring apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable measurement of a torque quickly and accurately as transmitted through a rotary magnetic body, by measuring the mean of torques transmitted through a rotary magnetic body at each inflection point section without being affected by offset components. CONSTITUTION:A symmetrical AC waveform voltage is applied to an exciting coil 16 of a magnetic sensor 12 through an AC amplifier 32 to alternately magnetize a rotating shaft and a distortion generated in the rotating shaft is detected 20 as electromotive force. The resulting detection signal is inputted 46 through an amplifier 34, a detector 36 and an A/D converter 38. An angle of rotation of the rotating shaft is also detected 42 and a timing signal therefore is inputted into the converter 38, an arithmetic unit 40 and a memory 44. Then, the converter 38 converts a rectified detection signal Si into digital from analog as outputted 36 each time a first timing signal is inputted from a generator 42 and outputs it to the arithmetic unit 40. Then, a subtractor 48 substracts an output signal Gj the memory 44 from an output signal Fj of a totalized 46 on the basis of first and second timing signals outputted 42 and the subtracted value Ej is sampled and held 50 to be outputted at each channel.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はトルク測定装置、特に回転磁性体を介して伝達
されるｉ〜シルク磁気歪みをもって非接触で測定する改
良されたトルク測定装置に関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a torque measuring device, and more particularly to an improved torque measuring device that non-contactly measures i~silk magnetostriction transmitted through a rotating magnetic body. It is.

［従来技術］ 発明の要請 各種の回転駆動装置において、伝達トルクを正確にかつ
簡易に測定することが必要であり、種々の産業分立にお
ける駆動装置の分析あるいは運転状態の把握に極めて好
適である。[Prior Art] Request for the Invention It is necessary to accurately and easily measure the transmitted torque in various rotary drive devices, and the present invention is extremely suitable for analyzing drive devices or grasping operating conditions in various industrial separations.

通常、この種の回転駆動装置としては、各種の原動機が
知られており、特に車両のエンジン、電気自動車の電動
モータあるいは産業用モータとしてほとんどあらゆる産
業分野に利用されており、このような回転駆動装置の運
転状態を分析するためには、その回転数と並んで、トル
ク測定が正確に行われる必要がある。Generally, various types of prime movers are known as this type of rotary drive device, and they are used in almost every industrial field, especially as vehicle engines, electric motors for electric vehicles, and industrial motors. In order to analyze the operating state of a device, it is necessary to accurately measure the torque as well as its rotational speed.

ところで、このような回転駆動装置は、例えばレシプロ
エンジンの場合には気筒数、電動モータの場合には磁極
数といったように回転系特有の極数を有しており、従っ
て、このような回転駆動装置から出力されるトルクには
、前記各種に対応してその大きさが急激に変化するトル
ク変極点が存在する。By the way, such a rotary drive device has a number of poles unique to the rotation system, such as the number of cylinders in the case of a reciprocating engine and the number of magnetic poles in the case of an electric motor. In the torque output from the device, there is a torque inflection point where the magnitude changes rapidly depending on the above-mentioned types.

例えば、四気筒ガソリンレシプロエンジンを例にとると
、このエンジンのトルク出力は、吸気、圧縮、爆発、排
気という４サイクルにおける出力変化が四気筒分合成さ
れたものであり、ここにおいて、１つの気筒に着目する
と、この気筒は爆発工程において大きな正のトルクを出
力し、他の工程では、トルクを消費しその出力は負の値
となる。For example, if we take a four-cylinder gasoline reciprocating engine as an example, the engine's torque output is a combination of output changes in the four cycles of intake, compression, explosion, and exhaust for four cylinders. Focusing on this, this cylinder outputs a large positive torque during the explosion process, and during other processes, torque is consumed and the output becomes a negative value.

そして、このレシプロエンジンに含まれる４つの気筒は
、気筒番号で１．３，４．２の順に爆発工程を順に行っ
ており、第１気筒の上死点での回転角度位置を基準とし
てこれを０度に設定すると、第１気筒は０〜１８０度、
第３気筒は１８０〜３６０度、第４気筒は３６０度〜５
４０度、第２気筒は５４０度〜７２０度の各変極点区間
で爆発工程を行い、正のトルクを出力することになる。The four cylinders included in this reciprocating engine undergo the explosion process in the order of cylinder numbers 1.3 and 4.2, and this is done based on the rotation angle position at top dead center of the first cylinder. When set to 0 degrees, the first cylinder will range from 0 to 180 degrees,
3rd cylinder 180~360 degrees, 4th cylinder 360~5
40 degrees, and the second cylinder performs an explosion process in each inflection point section of 540 degrees to 720 degrees, and outputs positive torque.

従って、この回転駆動装置では、エンジン自体あるいは
この駆動力伝達機構であるトランスミッション、プ［１
ベラシヤフト、差動ギＶ−等各種の駆動系のトルクを、
各変極点区間毎の平均値どして測定することができれば
、エンジンの各気筒旬に点火時期制御、燃料噴射Ｍ制御
を独立に行い、燃費の改善、運転特性の向上を図ること
ができる。Therefore, in this rotary drive device, the engine itself, the transmission that is the driving force transmission mechanism, and the
Torque of various drive systems such as bellows shaft, differential gear V-, etc.
If the average value for each inflection point section can be measured, ignition timing control and fuel injection M control can be performed independently for each cylinder of the engine, thereby improving fuel efficiency and driving characteristics.

また、電動モータ及びその伯の産業用モータ等において
も、トルクの測定を各変極点区間毎の平均値として測定
することにより、回転駆動系の最適制御及び診断作用を
行うことが可能となる。Furthermore, in electric motors and industrial motors, etc., by measuring the torque as an average value for each inflection point section, it is possible to perform optimal control and diagnosis of the rotational drive system.

従来技術 ところで、回転駆動系を介してトルクを伝達する場合に
、回転駆動系内においてトルクを伝達する回転体、例え
ば回転軸、フライホイール、クラッチ板等には伝達ｌ−
シルク比例した歪みが発生し、従って、この歪み吊を検
出することにより、伝達トルクの測定を行うことができ
る。BACKGROUND ART By the way, when transmitting torque through a rotational drive system, there is a transmission l-
A strain proportional to the silk is generated, and by detecting this strain, a measurement of the transmitted torque can therefore be made.

このため、従来より回転体内に発生した歪み邑を１１歪
効果を用いて検出するトルク測定装置が周知であり、こ
の装置によれば、トルクを伝達する回転体の一部を強磁
性体を用いて形成し、この回転磁性体の磁歪量を磁気セ
ンサを用いて検出し、前記伝達トルクを非接触で測定し
ていた。For this reason, a torque measuring device that detects the strain generated in a rotating body using the 11 strain effect is well known. According to this device, a part of the rotating body that transmits torque is made of a ferromagnetic material. The amount of magnetostriction of this rotating magnetic body was detected using a magnetic sensor, and the transmitted torque was measured in a non-contact manner.

ここにおいて、前記磁気センサの検出信号は、伝達トル
クに依存する成分とトルクに依存しないオフセット成分
の和として出力されているため、正確なトルク測定を行
うためには、磁気センサの出力から前記オフセラ１〜成
分を減算することが必要となる。Here, the detection signal of the magnetic sensor is output as the sum of a component that depends on the transmitted torque and an offset component that does not depend on the torque. It is necessary to subtract the 1~ component.

しかし、従来の測定装置では、前記オフセット成分の大
きさが回転磁性体の回転に伴い不規則に変化するにもか
かわらず、これを常に一定の値とみなし、磁気センサの
出力から予め定められた一定の値をオフセット成分とし
て減筒していた。However, in conventional measuring devices, even though the magnitude of the offset component changes irregularly with the rotation of the rotating magnetic body, it is always regarded as a constant value, and it is determined in advance from the output of the magnetic sensor. The cylinder was reduced using a certain value as an offset component.

このため、従来の測定装置は、伝達トルクの測定を正確
に行うことができず、特にオフセット成分が大幅に変動
する場合には、その測定値が極めて不正確なものになる
という問題があった。For this reason, conventional measuring devices are unable to accurately measure transmitted torque, and especially when the offset component fluctuates significantly, the measured value becomes extremely inaccurate. .

第８図及び第９図には、車両用エンジンのトルク伝達機
構に設けられたトルク測定装置が概略的に示されており
、第８図には、トルク測定装置の側面の概略が示され、
第９図には第８図のＩＸ−ＩＸ断面図が概略的に示され
ている。8 and 9 schematically show a torque measuring device provided in a torque transmission mechanism of a vehicle engine, and FIG. 8 schematically shows a side view of the torque measuring device,
FIG. 9 schematically shows a sectional view taken along line IX-IX in FIG.

周知のように、エンジンで発生したトルクは、回転軸１
０を介して図示しない回転フライホイールに伝わり、こ
のフライホイールと摩擦接合するクラッチ板を介してト
ランスミッション側へ伝達される。As is well known, the torque generated by an engine is
0 to a rotating flywheel (not shown), and is transmitted to the transmission side via a clutch plate that is frictionally connected to the flywheel.

このようにして、トルクの伝達が行われると、トルクを
伝達する回転軸１０や、図示しないクラッチ板、フライ
ホイール等の回転板には、伝達トルクの大きさに比例し
た大きさの歪みεの異方性が生じる。従って、トルク伝
達機構が強磁性体をもって形成されている場合には、発
生ずる歪みの異方性の大きさを磁歪効果を用いて磁気的
に非接触で検出し、伝達されるエンジン１〜ルクの測定
を行うことができる。When torque is transmitted in this manner, the rotating shaft 10 that transmits the torque, and rotating plates such as clutch plates and flywheels (not shown) are subjected to a strain ε proportional to the magnitude of the transmitted torque. Anisotropy occurs. Therefore, when the torque transmission mechanism is formed of a ferromagnetic material, the magnitude of the anisotropy of the generated strain is detected magnetically and non-contact using the magnetostrictive effect, and the torque transmitted from the engine 1 to can be measured.

このため、トルク測定装置においては、トルクが伝達さ
れる回転体を回転磁性体とするために、回転軸１０ある
いはクラッチ板そのものを強磁性体を用いて形成したり
、あるいはこれら回転軸１０又はクラッチ板の表面に強
磁性体を付着させ、このようにして形成された回転磁性
体に向け、磁気センサ１２を所定間隔で離隔的に対向配
置している。Therefore, in a torque measuring device, in order to make the rotating body through which torque is transmitted a rotating magnetic body, the rotating shaft 10 or the clutch plate itself is formed using a ferromagnetic material, or the rotating shaft 10 or the clutch plate itself is made of a ferromagnetic material. A ferromagnetic material is attached to the surface of the plate, and magnetic sensors 12 are disposed facing the rotating magnetic material formed in this way at a predetermined interval.

ここにおいて、使用される磁気センサ１２は、回転軸１
０と平行に配置された口字状の励磁コア１４と、この励
磁コア１４の内側に直交配置された口字状の検出コア１
８と、を含み、前記励磁コア１４に励磁コイル１６を巻
回し、前記検出コア１８に検出コイル２０を巻回するこ
とにより形成されている。Here, the magnetic sensor 12 used is the rotating shaft 1
An excitation core 14 in the shape of an opening arranged in parallel with the excitation core 14, and a detection core 1 in the shape of an opening arranged perpendicularly inside the excitation core 14.
8, and is formed by winding an excitation coil 16 around the excitation core 14 and winding a detection coil 20 around the detection core 18.

第１０図には、前記磁気センサ１２を用いて形成された
電気回路が示されており、励磁コイル１６には、交流電
源２２から正弦波電圧が印加され、磁気センサ１２と対
向する回転軸１０を交番磁化する。FIG. 10 shows an electric circuit formed using the magnetic sensor 12, in which a sine wave voltage is applied to the excitation coil 16 from an AC power source 22, and a rotating shaft 10 facing the magnetic sensor 12 is connected to the excitation coil 16. is alternately magnetized.

この際、回転軸１０を介して１〜ルクが伝達されている
場合には、この回転軸１０内に応力が発生し磁歪効果に
より前記励磁方向と直交した方向に磁束成分が生じる。At this time, when 1 to 1 torque is transmitted through the rotating shaft 10, stress is generated within the rotating shaft 10, and a magnetic flux component is generated in a direction perpendicular to the excitation direction due to the magnetostrictive effect.

この磁束成分が検出コイル２０により誘起電圧として検
出され、交流増幅器２４にて増幅された後、検波器２６
にて整流検波される。This magnetic flux component is detected as an induced voltage by the detection coil 20, and after being amplified by the AC amplifier 24, the detector 26
The signal is rectified and detected.

そして、この整流検波信号に含まれるオフセット成分は
、一定値として取扱われ、その値はオフセット減忰値２
８にて減算処理されたのち、トルクに比例した信号とし
て出力される。The offset component included in this rectified detection signal is treated as a constant value, and the value is the offset reduction value 2.
After the subtraction process is performed in step 8, the signal is output as a signal proportional to the torque.

［発明が解決しようとする問題点１ しかし、磁気センサ１２の検出信号中に含まれるオフセ
ット成分は不規則に変化する。[Problem to be Solved by the Invention 1] However, the offset component included in the detection signal of the magnetic sensor 12 changes irregularly.

これにもかかわらず、従来の測定装置では、オフセット
成分の大きさを常に一定の値とみなしているため、減算
器２８が検波器２６の検出信号から減算するオフセット
信号の値が、実際のオフセット成分の値と異なったもの
となり、正確なトルク測定を行うことができないという
問題があった。Despite this, in conventional measurement devices, the magnitude of the offset component is always regarded as a constant value, so the value of the offset signal that the subtracter 28 subtracts from the detection signal of the detector 26 is the actual offset. There was a problem in that the torque was different from the component value and accurate torque measurement could not be performed.

特に、前記オフセット成分の大ぎさが大幅に変動するよ
うな場合には、設定されたオフセット信号の値と、実際
のオフセット成分との誤差が大幅に異なったものとなり
、測定値は極めて不正確なものとなるという問題があっ
た。In particular, if the magnitude of the offset component changes significantly, the error between the set offset signal value and the actual offset component will be significantly different, and the measured value will be extremely inaccurate. There was the problem of becoming a thing.

第１１図には、四気筒ガソリンレシプロエンジンの回転
駆動系に一定トルクを印加し伝達されるトルクを測定し
た場合に、前記整流器２６から出力される電圧ＡＯの信
号波形が示されており、図中Ｓ；は１００Ｎ　ｍのトル
クを伝達した場合に出力される電圧波形を表し、Ｓｏｉ
は伝達トルクをＯに設定した場合に検波器２６から出力
される電圧波形、すなわちオフセット電圧波形を表して
いる。FIG. 11 shows the signal waveform of the voltage AO output from the rectifier 26 when a constant torque is applied to the rotational drive system of a four-cylinder gasoline reciprocating engine and the transmitted torque is measured. Medium S; represents the voltage waveform output when transmitting a torque of 100Nm, and Soi
represents the voltage waveform output from the detector 26 when the transmission torque is set to O, that is, the offset voltage waveform.

同図からも明らかなように、検波器２６から出力される
信号にはその大きさが不規則に変化するオフセット成分
が含まれており、しかもこのオフセット成分の大ぎさは
、第１〜第４の各気筒に対応する０〜１８０度、１８０
〜３６０度、３６０度〜５４０度、５４０〜７２０度の
各変極点区間毎にその値が大ぎく異なっていることが理
解される。As is clear from the figure, the signal output from the detector 26 includes an offset component whose magnitude changes irregularly, and the magnitude of this offset component is the first to fourth. 0 to 180 degrees, 180 degrees corresponding to each cylinder of
It is understood that the values are significantly different for each inflection point section of ~360 degrees, 360 degrees to 540 degrees, and 540 to 720 degrees.

本発明者は、このようなオフセット成分を除去するため
、その発生原因を分析したところ、次のような項目がそ
の原因となることを解明した。In order to remove such an offset component, the inventor of the present invention analyzed the causes of its occurrence and found that the following items are the cause.

（ａ）！ｉ磁気センサ対向する回転磁性体く第８図。(a)! FIG. 8 shows the rotating magnetic body facing the magnetic sensor.

第９図においては回転軸１０）の残留歪み。In FIG. 9, residual strain of the rotating shaft 10) is shown.

（ｂ）回転磁性体の磁気的な不均一。(b) Magnetic non-uniformity of rotating magnetic material.

（Ｃ）ｔａ磁気センサ回転磁性体との相対位置関係の変
動。(C) Fluctuation in the relative positional relationship between the ta magnetic sensor and the rotating magnetic body.

（ｄ）磁気センサにて発生する高周波信号のクロストー
ク。(d) Crosstalk of high frequency signals generated in magnetic sensors.

（Ｃ３）電気回路の処理により発生するオフセット。(C3) Offset caused by electrical circuit processing.

ここにおいて、（ｄ）、（ｅ）の原因によって引き起こ
されるオフヒツト成分はその値が一定であり、また、（
（ｌの項目によって引き起されるオフセット成分も、磁
気センサ１２の回転磁性体に対する配置を適切に設定す
ることにより、はぼ一定となし得る。Here, the value of the off-hit components caused by causes (d) and (e) is constant, and (
(The offset component caused by the item l can also be made almost constant by appropriately setting the arrangement of the magnetic sensor 12 with respect to the rotating magnetic body.

これに対し、（ａ）、（ｂ）の項目により引き起される
オフセット成分の大きさを一定とするためには、回転磁
性体の機械的な残留歪みと、容易磁化方向透磁率、飽和
磁束ｆｉ度等の磁気的性能を均一とすることが必要とさ
れる。On the other hand, in order to keep the magnitude of the offset component caused by items (a) and (b) constant, it is necessary to adjust the mechanical residual strain of the rotating magnetic material, the permeability in the easy magnetization direction, and the saturation magnetic flux. It is necessary to make magnetic performance such as fi degree uniform.

しかし、円周方向全域に渡って均一な機械的特性と磁気
特性を有するよう回転磁性体を形成することは実際上不
可能であり、従って、前記（ａ）。However, it is practically impossible to form a rotating magnetic body so that it has uniform mechanical and magnetic properties over the entire circumferential direction, and therefore, the method described in (a) above.

（ｂ）の項目によって引き起こされるオフセット成分を
一定とすることができない。The offset component caused by item (b) cannot be made constant.

この結果、第１１図の波形３ｉで示ず如く、検波器２６
から出力される信号△０は、伝達されるトルクが一定の
場合であっても、オフセット成分により不規則に変動す
ることとなる。従って、検波器２６の出力ＡＯから単に
一定の１直をオフセット信号成分として減算しても、減
ｒ５器２８の出力ＥＯは、第１２図に示す如く、脈動し
、正確なトルク測定を行うことができないことが理解さ
れる。As a result, as shown in waveform 3i in FIG.
Even if the transmitted torque is constant, the signal Δ0 outputted from the output terminal will fluctuate irregularly due to the offset component. Therefore, even if a constant value of 1 is simply subtracted as an offset signal component from the output AO of the detector 26, the output EO of the subtractor 28 will pulsate as shown in FIG. 12, making it difficult to accurately measure torque. It is understood that this is not possible.

このため、このような測定装置では、回転磁性体が例え
ば１０〜１００回転のような所定数回転する間に出力さ
れるオフセット成分の平均値を求めておき、この値をオ
フセットデータとして予め減亦器２８に設定する。そし
て、検波器２４の出力信号ＡＯからオフセット平均値を
漸次減口し、回転磁性体が所定数回転するごとにこの減
算値Ｅの平均値を求め、この平均値Ｅに阜づき伝達トル
クの測定を行うことも考えられる。For this reason, in such a measuring device, the average value of the offset component output while the rotating magnetic body rotates a predetermined number of times, such as 10 to 100 rotations, is determined, and this value is used as offset data to reduce the amount in advance. 28. Then, the offset average value is gradually subtracted from the output signal AO of the detector 24, and the average value of this subtracted value E is obtained every time the rotating magnetic body rotates a predetermined number of times. Based on this average value E, the transmitted torque is measured. It is also possible to do this.

しかし、このような対策を施してｂ、回転磁性体を介し
て伝達されるトルクの大きさは、回転磁性体を所定数回
転させた場合の平均値として求められるのみであり、伝
達トルクの大きさを各変極点区間毎に高い検出分解能で
リアルタイム測定することができないという問題があっ
た。However, even if such measures are taken, the magnitude of the torque transmitted through the rotating magnetic body can only be determined as an average value when the rotating magnetic body is rotated a predetermined number of times, and the magnitude of the transmitted torque cannot be determined. There was a problem in that it was not possible to measure the temperature in real time with high detection resolution for each inflection point section.

１見立」１ 本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、磁気センサの検出信号からオフセッ
ト成分を正確に除去し、かつ変極点区間における伝達ト
ルクの測定を応答性良く正確に行うことの可能なトルク
測定装置を提供することにある。1. The present invention was made in view of such conventional problems, and its purpose is to accurately remove the offset component from the detection signal of the magnetic sensor, and to measure the transmitted torque in the inflection point section. The object of the present invention is to provide a torque measuring device that can accurately measure torque with good responsiveness.

［問題点を解決するための手段］ ■ 前記目的を達成するため本発明の装置は、回転磁性体を
介して伝達され複数の回転角度位置を変極点とするトル
クを、前記各変極点区間毎に測定するトルク測定装置で
あって、前記回転磁性体の磁歪量を非接触で検出する磁
気センサと、前記回転磁性体の回転角及び変極点を表す
タイミング信号を出力するタイミング信号発生器と、前
記回転磁性体の回転角に依存して磁気センサから出力さ
れるオフセット信号が前記各変極点区間毎にあらかじめ
設定され、前記タイミング信号に基づき変極点区間に対
応したオフセット信号を順次出力するオフセット信号発
生器と、前記タイミング信号に基づき、磁気センサから
出力される検出信号からオフセット信号を減筒し、各変
極点区間毎のトルク平均値を演算する区間トルク演算器
と、を含み、回転磁性体を介して伝達されるトルクの平
均値を各変極点区間毎にオフセット成分に影響されるこ
となく測定することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] ■ To achieve the above object, the device of the present invention transmits torque, which is transmitted via a rotating magnetic body and whose inflection points are at a plurality of rotational angular positions, to each of the inflection point sections. A torque measuring device for measuring torque, comprising: a magnetic sensor that detects the amount of magnetostriction of the rotating magnetic body in a non-contact manner; and a timing signal generator that outputs a timing signal representing the rotation angle and the inflection point of the rotating magnetic body. An offset signal output from the magnetic sensor depending on the rotation angle of the rotating magnetic body is set in advance for each of the inflection point sections, and an offset signal that sequentially outputs offset signals corresponding to the inflection point sections based on the timing signal. a generator; and a section torque calculator that reduces the offset signal from the detection signal output from the magnetic sensor based on the timing signal and calculates a torque average value for each inflection point section, and includes a rotating magnetic body. It is characterized by measuring the average value of the torque transmitted via the inflection point section for each inflection point section without being affected by the offset component.

ここにおいて、前記回転磁性体としてはトルクが伝達さ
れる回転体部分であれば、回転軸部分あるいは回転円板
部分のいずれを用いることも可能である。Here, as the rotating magnetic body, it is possible to use either a rotating shaft portion or a rotating disk portion as long as it is a rotating body portion through which torque is transmitted.

また、前記回転磁性体は、強磁性林料を用いて形成する
ことが好ましく、例えば、トルクを伝達する回転体の周
囲にその円周方向に沿って強磁性体を貼着して形成して
も良く、あるいは前記回転体そのものを強磁性体を用い
て形成しても良い。Further, the rotating magnetic body is preferably formed using ferromagnetic forest material, for example, formed by pasting a ferromagnetic body along the circumferential direction around a rotating body that transmits torque. Alternatively, the rotating body itself may be formed using a ferromagnetic material.

また、磁気センサから出力される信号をデジタル的に処
理する場合には、前記オフセット信号発生器は、予め回
転磁性体の各変極点区間におけるオフセラｉ・信号をデ
ータとして記憶したメモリを用いて形成し、タイミング
信号発生器から出力されるタイミング信号に基づき変極
点区間に対応するオフセット信号を順次出力するよう形
成することが好ましい。In addition, when digitally processing the signal output from the magnetic sensor, the offset signal generator is formed using a memory that previously stores offset signal i signals in each inflection point section of the rotating magnetic body as data. However, it is preferable to sequentially output offset signals corresponding to inflection point sections based on a timing signal output from a timing signal generator.

また、これとは逆に磁気センサから出力される信号をア
ナログ的に処理する場合には、前記オフセット信号発生
器としてオフセット電圧発生器を用い、タイミング信号
発生器から出力されるタイミング信号に基づき、変極点
区間の回転角に対応したオフセット信号をアナログ電圧
として出力するよう形成することが好ましい。Conversely, when processing the signal output from the magnetic sensor in an analog manner, an offset voltage generator is used as the offset signal generator, and based on the timing signal output from the timing signal generator, It is preferable to output an offset signal corresponding to the rotation angle of the inflection point section as an analog voltage.

また、前記区間トルク演算器は、磁気センサの検出信号
を各変極点区間毎に積綽する積算器と、オフセット信号
発生器から出力されるオフセット信号を前記積算器の出
力から減算する減算器と、を含み、各変極点区間の伝達
トルクの平均値を演算するよう形成することができる。The section torque calculator also includes an integrator that multiplies the detection signal of the magnetic sensor for each inflection point section, and a subtracter that subtracts the offset signal output from the offset signal generator from the output of the integrator. , and can be formed to calculate the average value of the transmitted torque in each inflection point section.

また、必要に応じて、前記区間トルク演算器は、磁気セ
ンサの検出信号を各変極点区間毎に積分出力する積算器
と、前記積算器の区間積分時間を演算出力する積分時間
演０器と、前記積算器の出力を積分時間演算器の出力で
除算し、各変極点区間における磁気センサ出力の平均値
を演算出力する除算器と、この除算器の出力から変極点
区間に対応したオフセット信号を減算する減ｔ３器と、
を含み、各変極点区間の伝達トルクの平均値を演算する
よう形成することができる。If necessary, the section torque calculator may include an integrator that integrates and outputs the detection signal of the magnetic sensor for each inflection point section, and an integral time calculator that calculates and outputs the section integration time of the integrator. , a divider that divides the output of the integrator by the output of the integral time calculator to calculate and output the average value of the magnetic sensor output in each inflection point section, and an offset signal corresponding to the inflection point section from the output of this divider. a subtractor t3 that subtracts
, and can be formed to calculate the average value of the transmitted torque in each inflection point section.

また、本発明においては、減紳器から出力される各変極
点区間のトルク平均値を各区間毎にサンプルホールドす
る］ノンプルホールド回路を設けることが好ましい。Further, in the present invention, it is preferable to provide a non-pull hold circuit which samples and holds the torque average value of each inflection point section outputted from the reducer for each section.

発明の原理 次に、本発明のトルク測定装置の原理について説明する
。Principle of the Invention Next, the principle of the torque measuring device of the present invention will be explained.

本発明を行うにあたり、発明者は、磁気センサの出力中
に含まれるオフセット成分の検討、解析を行った。In carrying out the present invention, the inventor studied and analyzed the offset component contained in the output of the magnetic sensor.

この結果、第１１図の信号Ｓｏｉで示すごとく、このオ
フセット成分は、回転磁性体が１回転するごとに同一波
形となって表れる特性を有することが確認された。As a result, it was confirmed that, as shown by the signal Soi in FIG. 11, this offset component has a characteristic that the same waveform appears every time the rotating magnetic body rotates once.

すなわち、このオフセット成分は、回転磁性体の回転角
に依存して周期的に変化し、回転磁性体が１回転するご
とに同一波形となって現われ、回転磁性体が同一の回転
角度位置を通過する際、磁気センサから出力される信号
中に含まれるオフセット成分は、常にその大きざが等し
い値となる。In other words, this offset component changes periodically depending on the rotation angle of the rotating magnetic body, and appears as the same waveform every time the rotating magnetic body rotates once, so that the rotating magnetic body passes through the same rotation angle position. At this time, the offset components included in the signal output from the magnetic sensor always have the same magnitude.

従って、複数の回転角度位置を変極点とするトルクを測
定する場合には、磁気センサの検出出力中に含まれるオ
フセット成分は、同一の変極点区間内においては、常に
その大きさが等しい値となることが理解される。Therefore, when measuring torque with multiple rotation angle positions as inflection points, the offset component included in the detection output of the magnetic sensor will always have the same value within the same inflection point section. It is understood that

本発明ｔよ、このようなオフセット成分の特性にｌして
為されたものであり、その特徴的事項は、回転磁性体の
回転角に依存したオフセット信号を８９　？Ｕ点区間毎
にオフセットデータどして予め設定しておき、各変極点
区間毎に、磁気センサの出力信号から前記オフセット信
号を′６８算することにある。The present invention was developed in consideration of the characteristics of such an offset component, and its characteristic feature is that the offset signal depending on the rotation angle of the rotating magnetic body can be converted to 89? The offset data is set in advance for each U point section, and the offset signal is calculated from the output signal of the magnetic sensor for each inflection point section.

このようにすることにより、本発明によれば、磁気セン
サの検出出力からオフセット成分を確実に除去し、オフ
セット成分による影響を受けることなく、伝達１〜ルク
の大ぎさを各変極点区間毎の平均値として正確に求める
ことができる。By doing so, according to the present invention, the offset component is reliably removed from the detection output of the magnetic sensor, and the magnitude of the transmission 1 to rk can be determined for each inflection point section without being affected by the offset component. It can be accurately determined as an average value.

［作用］ 本発明は以上の構成からなり、次にその作用を複数の変
極点を有する伝達トルクの測定を行う場合を例にとり説
明する。[Operation] The present invention has the above-described configuration, and its operation will next be explained by taking as an example a case where a transmitted torque having a plurality of inflection points is measured.

複数の変極点を有するトルク出力する回転駆動系として
は、例えばレシプロエンジン、電気モータ等があり、レ
シプロエンジンの場合には、気筒数、電気モータの場合
には磁極数に応じた変極点が存在する。Rotary drive systems that output torque and have multiple inflection points include, for example, reciprocating engines, electric motors, etc. In the case of reciprocating engines, there are inflection points that correspond to the number of cylinders, and in the case of electric motors, there are inflection points that correspond to the number of magnetic poles. do.

従って、このような伝達トルクを、変極点に対応した回
転角度位置毎に分割して測定すれば、各変極点区間の伝
達トルクの測定を行うことができる。Therefore, by dividing and measuring such transmitted torque for each rotation angle position corresponding to the inflection point, it is possible to measure the transmitted torque in each inflection point section.

第１３図には、囲気筒ガソリンレシプロエンジンから出
力される伝達トルクを測定した場合に磁気センサから出
力される信号Ｓｉが示されており、図中Ａは回転磁性体
を介して負荷を接続した場合の検出信号を表し、Ｂは無
負荷状態でエンジンを運転しているときの検出信号、す
なわちオフセット信号を表している。Fig. 13 shows the signal Si output from the magnetic sensor when measuring the transmitted torque output from the enclosed cylinder gasoline reciprocating engine, and A in the figure shows the signal Si output from the magnetic sensor when the transmission torque output from the enclosed cylinder gasoline reciprocating engine is measured. B represents the detection signal when the engine is operating in a no-load state, that is, the offset signal.

周知のように、囲気筒レシプロエンジンでは、２回転す
る間に４個の気筒が交互に爆発し、第１気筒の上死点で
の回転角位置を基準としこれを０度とすれば、０．１８
０度、３６０度、５４０度。As is well known, in a closed-cylinder reciprocating engine, the four cylinders explode alternately during two rotations, and if the rotational angle position at the top dead center of the first cylinder is taken as the reference and this is 0 degrees, then the rotation angle is 0 degrees. .18
0 degrees, 360 degrees, 540 degrees.

７２０度の各回転角度位置が、各気筒に対応してトルク
の変動する変極点となり、従って、各気筒のトルクは第
１気筒には０〜１８０度、第３気筒では１８０度〜３６
０度、第４気筒では３６０〜５４０度、第２気筒では５
４０〜７２０度の変極点区間で出力される。Each rotational angular position of 720 degrees is a turning point at which the torque fluctuates corresponding to each cylinder. Therefore, the torque of each cylinder varies from 0 to 180 degrees for the first cylinder, and from 180 degrees to 36 degrees for the third cylinder.
0 degrees, 360-540 degrees in the 4th cylinder, 5 degrees in the 2nd cylinder
It is output in the inflection point section of 40 to 720 degrees.

ところで、磁気センサから出力される検出信号Ｓｉには
、第１３図に示すごとく回転磁性体の伝達トルクを表１
信号成分Ｓｔ１がオフセット成分５ｏｉ（Ｂ）を含んだ
状態で出力される。By the way, the detection signal Si output from the magnetic sensor has the transmission torque of the rotating magnetic body as shown in Table 1, as shown in FIG.
The signal component St1 is output including the offset component 5oi(B).

従って、前記回転磁性体の回転角に依存したオフセット
データを予め設定しておぎ、磁気センサから出力される
検出信号から前記オフセット信号を減算すれば、第１４
図に示すように、磁気センサの出力３ｉからオフセット
成分ＳＯＩを完全に除去した信号をＳｔｉリアルタイム
で出力することができる。Therefore, if offset data depending on the rotation angle of the rotating magnetic body is set in advance and the offset signal is subtracted from the detection signal output from the magnetic sensor, the 14th
As shown in the figure, a signal from which the offset component SOI has been completely removed from the output 3i of the magnetic sensor can be outputted in Sti real time.

しかし、エンジン各気筒の制御、診断を行う上では、こ
れら各気筒から出力されるトルクを第１４図に示すよう
な瞬時値として測定するよりも、これを平均値として測
定することが好ましい。However, in controlling and diagnosing each cylinder of the engine, it is preferable to measure the torque output from each cylinder as an average value rather than as an instantaneous value as shown in FIG.

このため、本発明においては、回転磁性体の回転角に依
存したオフセット信号を予め各変極点区間毎にオフセッ
ト信号発生器内に設定しておき、タイミング信号に基づ
き各変極点区間に対応したオフセット信号Ｓｏｉを順次
出力している。Therefore, in the present invention, an offset signal that depends on the rotation angle of the rotating magnetic body is set in advance in the offset signal generator for each inflection point section, and an offset signal that is dependent on the rotation angle of the rotating magnetic body is set in advance in the offset signal generator for each inflection point section. The signal Soi is sequentially output.

そして、区間トルク演算器により、磁気センサの検出出
力３ｉ及び前記オフセット信号３ｏｉに基づき、エンジ
ン各気筒の伝達トルク平均値Ｅｊを次式に基づき演算し
ている。Then, the section torque calculator calculates the transmission torque average value Ej of each cylinder of the engine based on the following equation based on the detection output 3i of the magnetic sensor and the offset signal 3oi.

又は ここにおいて、ｊは各気筒を表し、ｍを正の整数とする
と、各気筒はｊにより次のように表される。Or here, j represents each cylinder, and if m is a positive integer, each cylinder is represented by j as follows.

第１気Ｂ　　　ｊ＝４ｍ 第３気筒　　ｊ＝４ｍ＋１ 第４気筒　　ｊ＝４ｍ＋２ 第２気筒　　ｊば４　ｒｎ　＋　３ 第１５図には、このようにして求めた各変極点区間（こ
こにおいては各気筒）の区間トルク平均値が示されてお
り、同図からも明らかなように、本発明には、回転角に
依存して複雑に変化するトルクを、各変極点区間毎にオ
フセット成分に影響されるこ、となく、その平均値とし
て求めることができ、これにより、エンジン各気筒の特
性を正確に把握し、エンジン各気筒の計測、制御、診断
を良好に行うことが可能となる。1st air B j = 4m 3rd cylinder j = 4m + 1 4th cylinder j = 4m + 2 2nd cylinder j = 4 rn + 3 Figure 15 shows each inflection point section (here, each cylinder) obtained in this way. ) is shown, and as is clear from the figure, the present invention is capable of handling torque that varies in a complicated manner depending on the rotation angle, but is not affected by the offset component for each inflection point section. Therefore, it is possible to accurately grasp the characteristics of each cylinder of the engine, and to perform measurement, control, and diagnosis of each cylinder of the engine in a good manner.

ところで、第（１）式又は（１−）式は次のように変換
される。By the way, equation (1) or equation (1-) is converted as follows.

ここにおいて、Ｇｊは、各変極点区間（各気筒）毎のオ
フセット値の平均値を表す。従って、本発明によれば、
各変極点区間毎のオフセット成分を単にその区間平均値
として予め設定しておくのみでも良く、このようにする
こにより、本発明によれば、簡単な回路構成で各変極点
区間毎の平均値を得ることが可能となる。Here, Gj represents the average value of offset values for each inflection point section (each cylinder). Therefore, according to the invention:
The offset component for each inflection point section may be simply set in advance as the average value of that section, and by doing so, according to the present invention, the average value for each inflection point section can be set with a simple circuit configuration. It becomes possible to obtain.

また、本発明によれば、磁気センサの検出出力からオフ
セット成分をリアルタイムで除去することができるため
、従来の測定装置では不可能であった回転磁性体の１回
転以下の分解能を発揮し、各変極点区間毎の平均値をリ
アルタイムで正確にかつ精度良く測定することが可能と
なる。Furthermore, according to the present invention, the offset component can be removed in real time from the detection output of the magnetic sensor, so it is possible to achieve resolution of one rotation or less of a rotating magnetic body, which was impossible with conventional measuring devices, and It becomes possible to accurately and precisely measure the average value for each inflection point section in real time.

また、本発明の装置によれば、例えば駆動系として複数
の磁極を有する電気モータが用いられている場合や、ま
た負荷として複数枚の羽根を有するプロペラ、スクリュ
ー等が接続された場合に発生するｌ・ルクの変動をも、
その変極点区間毎の平均値として正確に測定することが
できる。Furthermore, according to the device of the present invention, for example, when an electric motor having multiple magnetic poles is used as a drive system, or when a propeller having multiple blades, a screw, etc. is connected as a load, Also, the fluctuation of l.
It can be accurately measured as an average value for each inflection point section.

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、回転磁性体を介
して伝達されるトルクの測定を、各変極点区間毎の平均
値として、オフセット成分に影響されることなく、迅速
かつ正確に行うことが可能となる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the torque transmitted through the rotating magnetic body can be measured as an average value for each inflection point section, without being affected by the offset component. It becomes possible to perform the process quickly and accurately.

Ｕ実施例］ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。U example] Next, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

なお、前記実施例と対応する部材には同一符号を付しそ
の説明は省略する。Note that the same reference numerals are given to the members corresponding to those in the above embodiment, and the explanation thereof will be omitted.

第１実施例 まず、本発明の好適な第１実施例を囲気筒ガソリンレシ
プロエンジンの伝達トルクを測定する場合を例にとり説
明する。First Embodiment First, a preferred first embodiment of the present invention will be described by taking as an example the case where the transmitted torque of a closed-cylinder gasoline reciprocating engine is measured.

前述したように、囲気筒ガソリンレシプロエンジンのガ
ソリン噴ａＡ量、吸入空気量、点火タイミング等の制御
は、エンジン各気筒の平均出力トルクに基づき行うこと
が最適である。As described above, it is optimal to control the amount of gasoline injection aA, the amount of intake air, the ignition timing, etc. of a closed-cylinder gasoline reciprocating engine based on the average output torque of each cylinder of the engine.

周知のごとく、囲気筒ガソリンレシプロエンジンのトル
ク出力は、吸気、圧縮、爆発、排気という四サイクルの
各工程における出力変化が四気筒分合成されたちのであ
り、これら囲気筒の各工程はエンジンが２回転すること
により１回終了する。As is well known, the torque output of a closed-cylinder gasoline reciprocating engine is the result of the synthesis of the output changes in each step of the four cycles of intake, compression, explosion, and exhaust for the four cylinders, and each step of the closed-cylinder It ends once by rotating.

ここにおいて、１つの気筒に着目すると、この気筒は、
爆発工程において大きな正のトルクを出力し、他の工程
ではｉ〜シルク消費しその出力は負の値となる。Here, if we focus on one cylinder, this cylinder is
A large positive torque is output in the explosion process, and i~silk is consumed in other processes, and the output becomes a negative value.

そして、このレシプロエンジンの含まれる４つの気筒は
、気筒番号で、１，３，４．２の順に爆発工程を順次行
っており、各気筒の爆発工程及び他の１連の工程は気筒
番号で１．３，４．２の順に１８０度づつ（１／２回転
）づつ位相がずれた状態で行われる。The four cylinders included in this reciprocating engine perform the explosion process sequentially in the order of cylinder numbers 1, 3, and 4.2, and the explosion process of each cylinder and the other series of processes are based on the cylinder number. 1.3 and 4.2 are performed with the phase shifted by 180 degrees (1/2 rotation).

従って、１８０度、３６０度、５４０度、７２０度の各
回転角度位置を変極点として、これら各変極点区間毎の
トルク平均値を求めれば、第１５図に示すごとく、従来
技術では不可能だった各気筒毎の平均出力トルクをリア
ルタイムで求めることができる。Therefore, if we take each rotation angle position of 180 degrees, 360 degrees, 540 degrees, and 720 degrees as inflection points, and calculate the torque average value for each of these inflection point sections, as shown in Fig. 15, it is impossible to do with the conventional technology. The average output torque for each cylinder can be determined in real time.

本実施例においては、このようにして囲気筒ガソリンレ
シプロエンジンから出力される各気筒のトルク平均値を
、該トルクが伝達される駆動系シャフトの駆動ねじり応
力に基づき測定する場合を例にとり説明する。In this embodiment, an example will be explained in which the average torque value of each cylinder output from a closed-cylinder gasoline reciprocating engine is measured based on the drive torsional stress of the drive system shaft to which the torque is transmitted. .

構　　　　　成 第２図及び第３図には、本発明にかかるトルク測定装置
の磁気センサ部分の概略が示されており、第２図にはそ
の側面の概略、第３図にはその正面側の概略が示されて
いる。Structure FIGS. 2 and 3 schematically show the magnetic sensor portion of the torque measuring device according to the present invention, with FIG. 2 showing a side view thereof and FIG. 3 showing its front side. An outline is shown.

本実施例において、磁気センサ１２は、回転軸１０と平
行に配置された励磁コア１４と、この励磁コア１４の内
側に直交配置された検出コア１８と、を含み、これら各
コア１４．１８にそれぞれ励磁コイル１６及び検出コイ
ル２ｏを巻回することにより形成されている。In this embodiment, the magnetic sensor 12 includes an excitation core 14 disposed parallel to the rotation axis 10 and a detection core 18 disposed orthogonally inside the excitation core 14. They are each formed by winding the excitation coil 16 and the detection coil 2o.

第１図には、本実施例の装置の電気回路が示されており
、磁気センサ１２の励磁コイル１６には、発振器３０か
ら交流増幅器３２を介して正弦波又ｔよ３角波等の対称
交流波形電圧が印加され、回転軸１２を交番磁化する。FIG. 1 shows the electric circuit of the device of this embodiment, and the excitation coil 16 of the magnetic sensor 12 receives a symmetrical wave such as a sine wave or a triangular wave from an oscillator 30 via an AC amplifier 32. An alternating current waveform voltage is applied to alternately magnetize the rotating shaft 12.

このようにして、トルクを伝達することにより回転軸１
０内に発生する歪みを、検出コイル２０により起電力と
して検出し、この検出信号を増幅器３４．検波器３６及
びＡ／Ｄ変換器３８を介して区間トルク演算器４０に入
力している。In this way, by transmitting torque, the rotating shaft 1
0 is detected as an electromotive force by the detection coil 20, and this detection signal is sent to the amplifier 34. The signal is inputted to a section torque calculator 40 via a wave detector 36 and an A/D converter 38.

また、前記回転軸１０の回転角はタイミング信号発生器
４２により検出され、タイミング信号発生器４２は、こ
の検出回転角及び各変極点を表すタイミング信号をＡ／
Ｄ変換器３８２区間トルク演算器４０及びメモリ４４に
入力している。Further, the rotation angle of the rotating shaft 10 is detected by a timing signal generator 42, and the timing signal generator 42 outputs timing signals representing the detected rotation angle and each inflection point to A/
The D converter 382 is input to the section torque calculator 40 and memory 44.

実施例において、前記タイミング信号発生器４２は、回
転軸１０の基準位置信号θ０と回転角度信号Ｏとを検出
し、回転軸１ｏが１度回転する毎にその回転角を表す第
１のタイミング信号を出力するとともに、回転軸１ｏが
１８０度回転する毎に各気筒を識別する第２のタイミン
グ信号を出力している。In the embodiment, the timing signal generator 42 detects a reference position signal θ0 and a rotation angle signal O of the rotation shaft 10, and generates a first timing signal representing the rotation angle every time the rotation shaft 1o rotates once. At the same time, a second timing signal for identifying each cylinder is output every time the rotating shaft 1o rotates 180 degrees.

そして、前記Ａ／Ｄ変換器３８は、このようにしてタイ
ミング信号発生器４２から第１のタイミング信号が入力
されるたびに、検波器３６から出力される整流検波信号
３ｉをアナログ信号がらデジタル信号に変換し、区間ト
ルク演算器４ｏに向は出力してる。Then, each time the first timing signal is input from the timing signal generator 42 in this way, the A/D converter 38 converts the rectified detection signal 3i output from the detector 36 into an analog signal and a digital signal. and outputs it to the section torque calculator 4o.

また、本発明において、前記メモリ４４はオフセット信
号発生冴として用いられており、回転軸１０の回転角に
依存したオフセットデータＧｊが前記各変極点区間ごと
に書込み記憶されている。Further, in the present invention, the memory 44 is used as an offset signal generator, and offset data Gj depending on the rotation angle of the rotating shaft 10 is written and stored for each of the inflection point sections.

実施例において、このメモリ４４内には、各変極点区間
におけるオフセット成分Ｓｏｉの積１７がオフセットデ
ータＧｊとして書込み記憶されている。In this embodiment, the product 17 of the offset components Soi in each inflection point section is written and stored in the memory 44 as offset data Gj.

そして、タイミング信号発生器４２がら出力される第２
のタイミング信号に基づき各変極点区間に対応したオフ
セット信８Ｇｊを区間トルク演炸鼎４０に向は出力して
る。Then, the second signal outputted from the timing signal generator 42
Based on the timing signal, an offset signal 8Gj corresponding to each inflection point section is output to the section torque generator 40.

本発明において、この区間トルク演ｆ３器４ｏは、前記
タイミング信号発生器４２がら出力される第１及び第２
のタイミング信号に基づき磁気センサ１２の検出信号Ｓ
ｉからオフセット信号を減算した各変極点区間毎の平均
値を演算する。In the present invention, this section torque generator f3
The detection signal S of the magnetic sensor 12 is based on the timing signal of
The average value for each inflection point section is calculated by subtracting the offset signal from i.

実施例において、この区間トルク演算器４０は、総和器
４６．減算器４８．サンプルホールド回路５０からなる
。In the embodiment, this section torque calculator 40 includes a summator 46. Subtractor 48. It consists of a sample and hold circuit 50.

そして、前記総和器４６は、Ａ／Ｄ変換器３８から出力
される磁気センサ１２の検出信号を各変極点区間毎に積
算する積算値として用いる。すなわち、この総和器４６
は、タイミング信号発生器４２から出力される第１のタ
イミング信号に同期して、Ａ／Ｄ変換器３８が入力され
る磁気センサ１２の検出信号のＶ１尊を開始し、第２の
タイミング信号よりその積算値がリセットされる。The summator 46 uses the detection signal of the magnetic sensor 12 output from the A/D converter 38 as an integrated value for each inflection point section. That is, this summator 46
In synchronization with the first timing signal output from the timing signal generator 42, the A/D converter 38 starts the V1 detection signal of the input magnetic sensor 12, and from the second timing signal. The integrated value is reset.

従って、本実施例のように、四気筒ガソリンレシプロエ
ンジンの伝達トルクを測定する場合には、０〜１８０度
、１８０度〜３６０度、３６０度〜５４０度、５４０度
〜７２０度の各変極点区間における磁気センサ出力の積
算値Ｆｊが出力されることになる。Therefore, when measuring the transmitted torque of a four-cylinder gasoline reciprocating engine as in this example, it is necessary to The integrated value Fj of the magnetic sensor output in the section is output.

減ｔｉ器４８は、タイミング信号発生器４２がら出力さ
れる第１及び第２のタイミング信号に基づぎ、各変極点
区間毎に、総和器４６の出力信号Ｆｊｈ”）／＜−Ｅす
４４の出力信号Ｇｊを減算し、この減算値Ｅｊをサンプ
ルホールド回路５０に向けて出力する。Based on the first and second timing signals output from the timing signal generator 42, the Ti reducer 48 calculates the output signal Fjh'')/<-Es44 of the summator 46 for each inflection point section. , and outputs this subtracted value Ej to the sample and hold circuit 50.

ここにおいて、総和器４６から出力される信号Ｆｊは、
各変極点区間毎に磁気センサ１２が出力する信号３ｉの
総和であり、また、メモリ４４から出力される信号Ｇｊ
は各変極点区間毎のオフセットデータ３ｏｉの総和であ
ることから、減算器４８から出力される信号Ｆｊは、磁
気センサ１２の検出信号からオフセット成分を除去した
信号の各変極点区間毎の総和を表すものとなる。Here, the signal Fj output from the summator 46 is
It is the sum of the signals 3i output by the magnetic sensor 12 for each inflection point section, and the signal Gj output from the memory 44.
Since is the sum of the offset data 3oi for each inflection point section, the signal Fj output from the subtracter 48 is the sum of the signals obtained by removing the offset component from the detection signal of the magnetic sensor 12 for each inflection point section. It becomes what it represents.

そして、サンプルホールド回路５０は、このようにして
出力される各変極点区間毎の総和値Ｅｊを対応するチャ
ンネルにサンプルホールドし、このサンプルホールド値
を各チャンネル毎に出力する。ここにおいて、各チャン
ネルのサンプルホールド値は減算器４８から新たの信号
が入力されることにより、順次新たなデータに更新され
る。Then, the sample-and-hold circuit 50 samples and holds the total sum value Ej of each inflection point section thus outputted into the corresponding channel, and outputs this sample-and-hold value for each channel. Here, the sample and hold values of each channel are sequentially updated to new data by inputting a new signal from the subtracter 48.

１−一月 本実施例は以上の構成からなり、次にその作用を説明す
る。This embodiment has the above configuration, and its operation will be explained next.

第４図〜第６図には、４気筒ガソリンレシプロエンジン
の駆動系シャフトを伝達するトルクを測定した際の検波
器３６の出力信号Ｓｉ、総和器４６の出力信号Ｆｊ及び
減算器４８の出力信号Ｅｊが示されている。4 to 6 show the output signal Si of the detector 36, the output signal Fj of the summator 46, and the output signal of the subtracter 48 when measuring the torque transmitted through the drive shaft of a four-cylinder gasoline reciprocating engine. Ej is shown.

本実施例のトルク測定装置を用いて、囲気筒ガソリンレ
シプロエンジンの駆動系シャフトを伝達するトルクを測
定する場合には、まず励磁コイル１６に、発振器３０か
ら周波数及び振幅一定の交ｉｆＨ圧を印加し、強磁性体
を用いて形成された回転軸１０を交番磁化する。When measuring the torque transmitted through the drive shaft of a closed-cylinder gasoline reciprocating engine using the torque measuring device of this embodiment, first, an alternating ifH pressure with a constant frequency and amplitude is applied to the excitation coil 16 from the oscillator 30. Then, the rotating shaft 10 formed using a ferromagnetic material is alternately magnetized.

このとき、検出コイル２０には、前記交番磁界に直交し
た方向に誘起されたトルクに依存した信号成分３ｔｉと
、トルクに依存しないオフセット成分３ｏｉとが、加算
された交流電圧が検出信号Ｓｉとして誘起され、この検
出信号Ｓｉが増幅器３４゜検波器３６、Ａ／Ｄ変換器３
８を介して総和器４６に入力される。At this time, an AC voltage is induced in the detection coil 20 as a detection signal Si by adding a torque-dependent signal component 3ti induced in a direction perpendicular to the alternating magnetic field and a torque-independent offset component 3oi. This detection signal Si is sent to the amplifier 34, the detector 36, and the A/D converter 3.
8 to the summator 46.

そして、総和器４６は、このようにして入力される検出
信号３ｉを次式に基づき第１．第３．第４、第２の各気
筒の爆発工程を表す各変極点区間毎に積算し、その積算
値Ｆｊを減算値４８に向は出力する。Then, the summator 46 converts the thus input detection signal 3i into the first . Third. It is integrated for each inflection point section representing the explosion process of each of the fourth and second cylinders, and the integrated value Fj is outputted as a subtraction value 48.

従って、第１．第３．第４．第２の各気筒の伝達トルク
は、それぞれ０〜１８０度、１８０〜３６０度、３６０
度〜５４０度、５４０〜７２０度の範囲内の積算値とし
て出力されることになる。Therefore, the first. Third. 4th. The transmission torque of each second cylinder is 0 to 180 degrees, 180 to 360 degrees, and 360 degrees, respectively.
It will be output as an integrated value within the range of 540 degrees to 540 degrees and 540 to 720 degrees.

ところで、前記検波器３６から整流検波して出力される
磁気センサ１２の検出信号Ｓｉは、３ｉ＝Ｓｔｉ＋−８
ｏｉで表される。By the way, the detection signal Si of the magnetic sensor 12 which is rectified and detected by the detector 36 is 3i=Sti+-8
It is expressed as oi.

第４図は、このようにして検波器３６から検出出力され
る磁気センサ１２の検出信号３ｉを表しており、図中Ａ
は回転＠１０を介して負荷を接続し、エンジンから平均
で１００Ｎ　ｍのトルクを出力している際の検出信号を
表し、Ｂは無負荷状態でエンジンを運転しているときの
検出信号を表している。FIG. 4 shows the detection signal 3i of the magnetic sensor 12 detected and outputted from the detector 36 in this way.
B represents the detection signal when a load is connected through rotation @10 and the engine is outputting an average torque of 100Nm, and B represents the detection signal when the engine is running with no load. ing.

ここにおいて、無負荷時には、検出センサ１２の検出す
るトルクに依存する信号Ｓ口はＯであるため、３ｉ＝３
ｏｆとなり、従って、第４図に示す検出信号Ｂはオフセ
ット成分３ｏｉそのものを表す　　　・ことになる。Here, when there is no load, the signal S depending on the torque detected by the detection sensor 12 is O, so 3i=3
Therefore, the detection signal B shown in FIG. 4 represents the offset component 3oi itself.

また、第５図には、前記総和器４６から出力される各変
極点区間毎の総和値Ｆｊが示されており、図中Ａは第４
図に示す検出信号Ａの総和値を表し、図中８は前記第４
図の検出信号Ｂの総和値を表している。Further, FIG. 5 shows the sum value Fj for each inflection point section output from the summator 46, and A in the figure indicates the fourth
8 represents the total value of the detection signal A shown in the figure, and 8 in the figure represents the fourth
It represents the total value of the detection signal B in the figure.

前記第４図の検出信号Ｂからも明らかなように、オフセ
ット成分３ｏｉは回転角度に依存し、３６０度周期で同
一波形となり、このことからも、第５図で示す総和値Ｂ
、すなわちオフセラミル成分の総和は各変極点区間毎に
それぞれ同一の値となることが理解される。As is clear from the detection signal B in FIG. 4, the offset component 3oi depends on the rotation angle and has the same waveform with a 360 degree cycle. From this, the total value B shown in FIG.
In other words, it is understood that the sum of the off-ceramyl components has the same value for each inflection point section.

このため、本実施例の装置では、予め０〜１８０度、１
８０度〜３６０度、３６０度〜５４０度。For this reason, in the device of this embodiment, the
80 degrees to 360 degrees, 360 degrees to 540 degrees.

５４０度〜７２０度の各範囲内におけるオフセット成分
Ｓｏｉを測定しておき、これを次式に基づき加算し、 各変極点区間毎のオフセット成分の総和［Ｇｊを求める
。The offset component Soi within each range of 540 degrees to 720 degrees is measured and added based on the following equation to obtain the sum of the offset components [Gj] for each inflection point section.

そして、各変極点区間における総和値Ｇｊ（ｊ＝４ｍ、
４ｍ＋１．４ｍ＋２．４ｍ＋３）を各変極点区間に対応
したオフセットデータとしてメモリ４４内に予め格納し
ておく。Then, the total value Gj (j=4m,
4m+1.4m+2.4m+3) is stored in advance in the memory 44 as offset data corresponding to each inflection point section.

そして、総和器４６から出力される信号Ｆｊからメ七り
４４内に格納されたオフセラｌ−信号Ｇｊを減算づ−る
ことにより、各気筒の出力トルク平均値を表す検出信号
Ｅｊを出力する。Then, by subtracting the off-cell l-signal Gj stored in the register 44 from the signal Fj output from the summator 46, a detection signal Ej representing the average output torque value of each cylinder is output.

すなわち、実施例の装置においては、タイミング信号発
生器４２から２回転軸１０が１度回転する毎に、その回
転角を表す第１のタイミング信号が出力され、また、回
転角０度、１８０度、３６０度、５４０度の各点におい
ては、第１．第３゜第４．第２の各気筒の爆発工程開始
を表す信号、すなわち変極点を表す第２のタイミング信
号が出力される。That is, in the device of the embodiment, the timing signal generator 42 outputs the first timing signal representing the rotation angle every time the two-rotation shaft 10 rotates once, and also outputs the first timing signal representing the rotation angle of 0 degrees and 180 degrees. , 360 degrees, and 540 degrees. 3rd゜4th. A second signal representing the start of the explosion process of each cylinder, ie, a second timing signal representing the inflection point, is output.

そして、総和器４６は、前記第２のタイミング信号によ
りその内容がクリアされ、第１のタイミング信号に基づ
きＡ／Ｄ変換器３８の検出信号を順次積算し、前記第３
式で表す各変極点区間毎の積ｔｆｆＶｉＦｊを減算器４
８に向は出力する。Then, the summator 46 has its contents cleared by the second timing signal, and sequentially integrates the detection signals of the A/D converter 38 based on the first timing signal.
The product tffViFj for each inflection point section expressed by the formula is subtracted by
8 is output.

また、メモリ４４は、前記第２のタイミング信号に基づ
きこのタイミング信号によって指示される変極点区間の
オフセット信号Ｇｊを減算器４６へ向は出力する。Further, the memory 44 outputs an offset signal Gj of the inflection point section indicated by the second timing signal to the subtracter 46 based on the second timing signal.

そして、減ｔ５器４６は、総和値Ｆｊとオフセット信号
Ｇｊとを次式に基づき演輝し、その演算値をサンプルホ
ールド５０に向は出力する。Then, the subtractor 46 calculates the summation value Fj and the offset signal Gj based on the following equation, and outputs the calculated value to the sample hold 50.

Ｅｊ＝Ｆｊ−Ｇｊ　　　　　　　　　　・・・（５）こ
こにおいて、総和器４６から出力される総和ｌａ　Ｆ　
ｊに含まれるオフセット成分は、前述したように、メモ
リ４４から出力されるオフセット信号Ｇｊと等しく、従
って、前記第５式は、次式のように表され、減算器４６
からは、伝達トルクに比例した成分Ｓ口のみに比例した
信号の総和値Ｅ」がリアルタイムで出力されることにな
る。Ej=Fj-Gj (5) Here, the sum la F output from the summator 46
The offset component included in j is equal to the offset signal Gj output from the memory 44, as described above, and therefore, the fifth equation is expressed as the following equation, and the subtracter 46
From this point on, the summation value E of signals proportional only to the component S which is proportional to the transmitted torque is output in real time.

Ｅｊ＝Ｆｊ＝Ｇｊ 第６図には、このようにして減筒器４６から出力される
検出信号Ｅｊが表されており、同図からも明らかなよう
に、本実施例のトルク測定装置では、第１．第３．第４
．第２の各気筒の出力トルク平均ｆａＥｊを正確に測定
可能であることが理解される。Ej=Fj=Gj FIG. 6 shows the detection signal Ej outputted from the cylinder reducer 46 in this way, and as is clear from the figure, in the torque measuring device of this embodiment, 1st. Third. Fourth
．． It is understood that the second average output torque faEj of each cylinder can be accurately measured.

そして、このようにして求められた各気筒の出力トルク
平均値は、サンプルホールド回路５８内の各チャンネル
に入力され、各気筒の出力トルク平均値を表す信号Ｅｌ
　、Ｅ２　、Ｅ３　、Ｅ４として出力される。The average output torque value of each cylinder obtained in this way is input to each channel in the sample hold circuit 58, and a signal El representing the average output torque value of each cylinder is inputted to each channel in the sample hold circuit 58.
, E2, E3, and E4.

特に、本実施例においては、回転軸１０の回転角に基づ
きサンプリング数を決定し、各変極点区間毎のサンプリ
ング数は常に１８０個と一定である。従って、総和器４
６から出力される積算値Ｆｊは、常に平均値の１８０倍
となり、特に割算等を行うことなくこの積算値そのもの
を平均値として用いることができる。In particular, in this embodiment, the number of samplings is determined based on the rotation angle of the rotating shaft 10, and the number of samplings for each inflection point section is always constant at 180. Therefore, the summator 4
The integrated value Fj output from 6 is always 180 times the average value, and this integrated value itself can be used as the average value without performing any division or the like.

しかし、本発明の装置は、回転角以外にも時間に基づき
サンプリングタイミングを決定することも可能であり、
この場合には各変極点区間のサンプリングは回転速度に
依存し、常に一定とは限らない。従って、このような場
合には、総和器４６から出力される信号を、サンプリン
グ数で除算し、その平均値を求める必要がある。However, the device of the present invention is also capable of determining the sampling timing based on time in addition to the rotation angle.
In this case, sampling in each inflection point section depends on the rotation speed and is not always constant. Therefore, in such a case, it is necessary to divide the signal output from the summator 46 by the number of samples and find the average value.

なお、この場合には、メモリ４４内に各変極点区間のオ
フセット成分の平均値をオフセットデー夕として設定し
ておく必要がある。In this case, it is necessary to set the average value of the offset components of each inflection point section in the memory 44 as offset data.

以上説明したように、本実施例によれば、従来装置では
測定が不可能であった各変極点区間ごとのトルクの測定
を容易に行うことができ、前記実施例のようにレシプロ
エンジンの伝達トルクの測定を行った場合には、エンジ
ンの各気筒の爆発により発生したトルクをそれぞれ平均
値としてリアルタイムで測定することが可能となり、エ
ンジンの測定、制御、診断を良好に行うことが可能とな
る。As explained above, according to this embodiment, it is possible to easily measure the torque for each inflection point section, which was impossible to measure with the conventional device, and it is possible to easily measure the torque for each inflection point section, which was impossible to measure with the conventional device. When measuring torque, it becomes possible to measure the torque generated by the explosion of each cylinder of the engine as an average value in real time, making it possible to perform better engine measurement, control, and diagnosis. .

また、本実施例の装置は、前記４気筒レシプロエンジン
ばかりでなく、六気筒、三気筒あるいは二気筒のエンジ
ンでも同様に各気筒の出力トルク平均値を測定すること
が可能となる。Further, the device of this embodiment can measure the average output torque of each cylinder not only for the four-cylinder reciprocating engine but also for six-cylinder, three-cylinder, or two-cylinder engines.

また−気筒の場合はレシプロサイクルに同期のとれた出
力トルク平均値を測定することが可能となる。Furthermore, in the case of a negative cylinder, it is possible to measure the average output torque value in synchronization with the reciprocating cycle.

また、本実施例の測定装置を、電動モータの駆動系にお
ける伝達トルクの測定に用いた場合にも、モータの磁極
数に対応して発生するトルクの変動を各変極点区間の平
均値として正確に検出することが可能となり、同様にモ
ータの測定、制御、診断を良好に行うことができ、また
これ以外にも、その他の用途、例えば負荷として複数枚
の羽根を有Ｊ゛るプロペラ、スクリュー等を接続した場
合に発生する伝達トルクの変動も、同様にして正確に測
定することが可能となる。Furthermore, when the measuring device of this embodiment is used to measure the transmission torque in the drive system of an electric motor, the fluctuations in torque that occur in response to the number of magnetic poles of the motor can be accurately calculated as the average value of each inflection point section. Similarly, it is possible to perform measurement, control, and diagnosis of motors well. It is also possible to accurately measure fluctuations in the transmitted torque that occur when such devices are connected.

なお、前記第１実施例は、測定信号をデジタル的に処理
する回路を用いて形成されているが、本発明の装置は、
これに限らず、測定信号をアナログ的に処理することも
可能である。Although the first embodiment is formed using a circuit that digitally processes the measurement signal, the device of the present invention has the following features:
The present invention is not limited to this, and it is also possible to process the measurement signal in an analog manner.

第２実施例 第７図には、本発明の好適な第２実施例が示されており
、本実施例の特徴的事項は、第１実施例において行った
デジタル演口処理をアナログ演算処理に置換えて行うこ
とにある。Second Embodiment FIG. 7 shows a second preferred embodiment of the present invention, and the characteristic feature of this embodiment is that the digital performance processing performed in the first embodiment is replaced with analog calculation processing. The purpose is to replace it.

このため、本実施例の測定装置は、前記第１図に示す装
置の総和３４６のかわりに、積分器６０゜積分時間演算
器６２．除算器６４を用い、またオフセット信号発生器
として前記メモリ４４のかわりにオフセット電圧発生器
６６を用いて形成したことを特徴とする。またタイミン
グ信号発生器は実施例１における第２のタイミング信号
すなわち各気筒を識別する信号のみで充分である。Therefore, in the measuring device of this embodiment, instead of the sum total 346 of the device shown in FIG. It is characterized in that it is formed using a divider 64 and an offset voltage generator 66 instead of the memory 44 as an offset signal generator. Further, the timing signal generator only needs the second timing signal in the first embodiment, that is, a signal for identifying each cylinder.

本実施例において、前記積分器６０は、タイミング信号
発生器４２から第２のタイミング信号が入力されること
によりクリアされ、次の第２のタイミング信号が出力さ
れるまでの間、検波器３６を介して出力される磁気セン
サ１２の検出信号Ｓｉを積分し、その積分値Ｈｊを除算
器６４に向は出力する。In this embodiment, the integrator 60 is cleared by inputting the second timing signal from the timing signal generator 42, and the detector 36 is cleared until the next second timing signal is output. The detection signal Si of the magnetic sensor 12 outputted through the magnetic sensor 12 is integrated, and the integrated value Hj is outputted to the divider 64.

すなわち、積分器６０は、０度、１８０度、３６０度、
５４０度、７２０度の各回転角度位置において、その内
容が初期化され、磁気センサ１２の検出信号Ｓｉを、０
度〜１８０度、１８０度〜３６０度、３６０度〜５４０
庶、５４０度〜７２０度の各変極点区間において積分し
、その積分値Ｈ１を除詐器６４へ向は出力する。That is, the integrator 60 operates at 0 degrees, 180 degrees, 360 degrees,
At each rotation angle position of 540 degrees and 720 degrees, the contents are initialized and the detection signal Si of the magnetic sensor 12 is set to 0.
degrees ~ 180 degrees, 180 degrees ~ 360 degrees, 360 degrees ~ 540 degrees
In general, it is integrated in each inflection point section from 540 degrees to 720 degrees, and the integrated value H1 is outputted to the fraudster 64.

また、前記積分時間演算器６２は、第２のタイミンク信
号の出力時間間隔に基づいて、回転軸１０が０度〜１８
０度、１８０度〜３６０度、３６０度〜５４０度、５４
０度〜７２０度の各領域を回転するのに要する時間を積
分し、その積分値Ｔｊを除算器６４へ向は出力する。Further, the integral time calculator 62 calculates whether the rotation axis 10 is 0 degrees to 18 degrees based on the output time interval of the second timing signal.
0 degrees, 180 degrees to 360 degrees, 360 degrees to 540 degrees, 54
The time required to rotate each region from 0 degrees to 720 degrees is integrated, and the integrated value Tj is outputted to the divider 64.

実施例において、これら積分器６０及び積分時間演算器
６２の積分値Ｈｊ及びＴｊは、回転軸１０が１８０度、
３６０麿、５４０度、７２０度の角度を通過するタイミ
ングで出力される。In the embodiment, the integral values Hj and Tj of the integrator 60 and the integral time calculator 62 are calculated when the rotation axis 10 is 180 degrees,
It is output at the timing of passing through angles of 360 degrees, 540 degrees, and 720 degrees.

そして、除算器６４は、このようにして積分器６０から
出力される積分値Ｈｊを積分時間演算３６２から出力さ
れる積分時間Ｔｊで除口し、この値を各変極点区間内に
おいて磁気センサ１２から出力される検出信号３ｉの平
均値Ｆｊとして減算２Ｓ４８へ向は出力する。Then, the divider 64 divides the integral value Hj outputted from the integrator 60 by the integral time Tj outputted from the integral time calculation 362, and divides this value into the magnetic sensor 12 within each inflection point section. The average value Fj of the detection signal 3i outputted from the subtraction signal 3i is outputted to the subtraction 2S48.

また、前記オフセット電圧発生器６６は、各変極点区間
内において磁気センサ１２から出力されるオフセット成
分の平均値がそれぞれ設定されており、タイミング信号
発生器４２から第２のタイミング信号が出力されると同
時に対応する変極点区間のオフセット信号平均値を表す
電圧Ｇｊを減算器４８を向は出力する。Further, the offset voltage generator 66 is set with an average value of the offset components output from the magnetic sensor 12 within each inflection point section, and a second timing signal is output from the timing signal generator 42. At the same time, the subtracter 48 outputs a voltage Gj representing the average value of the offset signal in the corresponding inflection point section.

そして、減算器４８は、このようにして除篩器６４から
入力される信号「ｊからオフセット信号平均値Ｇｊを減
算し、その減算値を各気筒の平均出力トルクを表す信号
Ｅｊどしてサンプルホールド回路５０へ向は出力する。Then, the subtracter 48 subtracts the offset signal average value Gj from the signal "j" input from the sieve filter 64 in this way, and samples the subtracted value as a signal Ej representing the average output torque of each cylinder. The signal is output to the hold circuit 50.

このようにして、実施例の装置によれば磁気センサ１２
の検出する検出信号からオフセット信号をアナログ的に
減ｑ処理することにより、オフセット成分に影響される
ことなく、伝達トルクの各変極点区間における平均値を
リアルタイムでかつ再現性Ｑく行うことが可能であり、
この結采、伝達トルクの変極点区間が極めて短いような
場合でも、また回転角１０が極めて高速回転している場
合であっても、そのトルク測定を正確に行うことが可能
となる。In this way, according to the device of the embodiment, the magnetic sensor 12
By analog-based subtraction processing of the offset signal from the detection signal detected by the sensor, it is possible to calculate the average value in each inflection point section of the transmitted torque in real time and with high reproducibility, without being affected by the offset component. and
As a result, even if the inflection point section of the transmitted torque is extremely short, or even if the rotation angle 10 is rotating at an extremely high speed, it is possible to accurately measure the torque.

また、本実施例においては、四気筒レシプロガソリンエ
ンジンの各気筒のトルク平均値を測定する場合を例にと
り説明したが、本実施例はこれに限らず、他の複数気筒
型エンジンの出力トルクを測定する場合においても、そ
の気筒数に対応して分割数を変更することにより同様の
原理で各気筒の出力ｌ−シル平均値を正確に測定するこ
とが可能となる。Further, in this embodiment, the case where the average torque value of each cylinder of a four-cylinder reciprocating gasoline engine is measured is explained as an example, but this embodiment is not limited to this, and the output torque of other multi-cylinder engines is measured. Even in the case of measurement, by changing the number of divisions in accordance with the number of cylinders, it is possible to accurately measure the output l-sill average value of each cylinder using the same principle.

また単気筒の場合でも、レシプロサイクルに同期のとれ
た出力トルク平均値を測定することが可能となる。Furthermore, even in the case of a single cylinder, it is possible to measure the average output torque value in synchronization with the reciprocating cycle.

特に、本実施例の装置は、測定データをアナログ信号処
理するため、前記ｆジタル方式に比し、極めて高速な演
算を行い、そのトルク測定をより高速回転域で行うこと
が可能となり、また測定信号をアナログ信号という連続
量として取扱うため、実施例１におけるＡ／Ｄ変換器３
８などのデジタル信号処理を行う場合に見られる吊子雑
音の発生を有効に防止することが可能となる。In particular, since the device of this embodiment processes the measurement data into analog signals, it can perform extremely high-speed calculations compared to the f-digital method, and can perform torque measurements in a higher speed rotation range. In order to handle the signal as a continuous quantity called an analog signal, the A/D converter 3 in the first embodiment
This makes it possible to effectively prevent the occurrence of hanger noise that occurs when digital signal processing such as 8 is performed.

なお、前記第１及び第２の実施例においては、磁気セン
サ１２として、励磁コア及び検出コアを十字に交差した
ものを用いた場合を例にとり説明したが、本発明はこれ
に限らず、例えば回転磁性体を取巻くリング状のコアを
２個設け、その一方を励磁コア、他方を検出コアとして
用いることも可能である。In addition, in the first and second embodiments, the magnetic sensor 12 is described using a case in which the excitation core and the detection core are crossed in a cross, but the present invention is not limited to this, and for example, It is also possible to provide two ring-shaped cores surrounding the rotating magnetic body and use one of them as the excitation core and the other as the detection core.

また、本発明においては、磁気センサ１２とし、複数の
コアを組合せて形成された励磁コアδＴ、検出コア群を
用いることも可能であり、更に複数のボールを持つ各種
形状のコアを用いることも可能である。Further, in the present invention, as the magnetic sensor 12, it is possible to use an excitation core δT formed by combining a plurality of cores and a group of detection cores, and furthermore, it is also possible to use cores of various shapes having a plurality of balls. It is possible.

ところで以上の説明は、［発明が解決しようとする問題
点」において分析したオフセット成分の発生原因の中で
、項目（ａ）、（ｂ）によりオフセット成分が回転磁性
体の回転に伴い周期変動しくｃ）、（ｄ）、（ｅ）の項
目では一定であるとして行ったが、項目（Ｃ）すなわち
磁気センサと回転磁性体との相対位置関係の変動があり
、かつその変動が回転に伴い周期的に再現される場合で
も、オフセット成分が、この原因により回転磁性体の回
転角に依存して周期的に変化するので、本発明の装置に
よりこれを除去し伝達トルクの大きさを各変極点区間毎
の平均値として正確に求めることができることは明らか
である。By the way, the above explanation is based on items (a) and (b) that cause the offset component to periodically fluctuate with the rotation of the rotating magnetic body among the causes of the occurrence of the offset component analyzed in "Problems to be Solved by the Invention". Items c), (d), and (e) were assumed to be constant, but item (C), that is, there is a variation in the relative positional relationship between the magnetic sensor and the rotating magnetic body, and the variation is due to the periodicity due to rotation. Even in the case where the offset component is reproduced at each inflection point, the offset component changes periodically depending on the rotation angle of the rotating magnetic body due to this cause. It is clear that it can be accurately determined as an average value for each section.

これは例えば、センサの回転磁性体に対するセッテング
が不正確で芯ずれしている場合、回転に伴い周期的に相
対位置が変化し、オフセット値が周期変動するので、本
発明の測定装置を用いて、この変動分を変極点数に応じ
て補正し、正確な値を高速応答で検出できることは勿論
である。For example, if the sensor is incorrectly set with respect to the rotating magnetic body and is misaligned, the relative position will change periodically as it rotates, and the offset value will fluctuate periodically. Of course, this variation can be corrected according to the number of inflection points, and accurate values can be detected with a high-speed response.

特に、磁気センサ１２として、リング状のコアと、回転
磁性体の周囲に巻回されたコイルとを有するものを用い
た場合には、磁気センＶの取付は誤差により発生する回
転周期変動を効果的に除去し、検出精度と応答性を更に
向上させることが可能となる。In particular, when a magnetic sensor 12 having a ring-shaped core and a coil wound around a rotating magnetic material is used, the installation of the magnetic sensor V is effective in reducing rotation period fluctuations caused by errors. This makes it possible to further improve detection accuracy and responsiveness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明にかかるトルク測定装置の好適な第１実
施例を示すブロック図、 第２図及び第３図は第１実施例において用いられる磁気
センサの概略説明図、 第４図〜第６図は第１実施例の装置を用いて四気筒レシ
プロガソリンエンジンから出力されるトルクの測定を行
った場合の検波器、総和器、減算器の出力信号波形図、 第７図は本発明の好適な第２実施例を示すブロック図、 第８図及び第９図は従来のトルク測定装置に用いられる
磁気センサの概略説明図、 第１０図は従来のトルク測定装置のブロック図、第１１
図及び第１２図は第１０図に示すトルク測定装置の検波
器及び減算器の出力信号波形図、第１３図〜１４図は、
本発明の装置を用いて四気筒レシプロガソリンエンジン
から出力されるトルクの測定を行った場合に得られる検
出信号の波形説明図である。 １０　・・・　回転磁性体としての回転軸１２　・・・
　磁気センサ ４０　・・・　区間トルク演算器 ４２　・・・　タイミング信号発生器 ４４　・・・　オフセット信号発生器としてのメモリ４
６　・・・　積算器としての総和器 ４８　・・・　減算器 ５０　・・・　サンプルホールド回路 ６０　・・・　積算器としての積分器 ６４　・・・　除算器 ６６　・・・　オフセット信号発生器としてのオフセッ
ト電圧発生器。FIG. 1 is a block diagram showing a preferred first embodiment of the torque measuring device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are schematic explanatory diagrams of a magnetic sensor used in the first embodiment, and FIGS. Figure 6 is a waveform diagram of the output signals of the detector, summator, and subtracter when the torque output from a four-cylinder reciprocating gasoline engine is measured using the device of the first embodiment, and Figure 7 is a diagram of the output signals of the detector, summator, and subtracter. A block diagram showing a second preferred embodiment; FIGS. 8 and 9 are schematic explanatory diagrams of a magnetic sensor used in a conventional torque measuring device; FIG. 10 is a block diagram of a conventional torque measuring device;
12 and 12 are output signal waveform diagrams of the detector and subtracter of the torque measuring device shown in FIG. 10, and FIGS. 13 and 14 are
FIG. 2 is a waveform explanatory diagram of a detection signal obtained when the torque output from a four-cylinder reciprocating gasoline engine is measured using the apparatus of the present invention. 10... Rotating shaft 12 as a rotating magnetic body...
Magnetic sensor 40 ... section torque calculator 42 ... timing signal generator 44 ... memory 4 as an offset signal generator
6... Summator 48 as an integrator... Subtractor 50... Sample hold circuit 60... Integrator 64 as an integrator... Divider 66... Offset as an offset signal generator voltage generator.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）回転磁性体を介して伝達され複数の回転角度位置
を変極点とするトルクを、前記各変極点区間毎に測定す
るトルク測定装置であって、 前記回転磁性体の磁歪量を非接触で検出する磁気センサ
と、 前記回転磁性体の回転角及び変極点を表すタイミング信
号を出力するタイミング信号発生器と、前記回転磁性体
の回転角に依存して磁気センサから出力されるオフセッ
ト信号が前記各変極点区間毎にあらかじめ設定され、前
記タイミング信号に基づき変極点区間に対応したオフセ
ット信号を順次出力するオフセット信号発生器と、 前記タイミング信号に基づき、磁気センサから出力され
る検出信号からオフセット信号を減算し、各変極点区間
毎のトルク平均値を演算する区間トルク演算器と、 を含み、回転磁性体を介して伝達されるトルクの平均値
を各変極点区間毎にオフセット成分に影響されることな
く測定することを特徴とするトルク測定装置。(1) A torque measuring device that measures torque that is transmitted through a rotating magnetic body and whose inflection points are at a plurality of rotational angular positions for each of the inflection point sections, wherein the amount of magnetostriction of the rotating magnetic body is measured in a non-contact manner. a timing signal generator that outputs a timing signal representing the rotation angle and the inflection point of the rotating magnetic body, and an offset signal output from the magnetic sensor depending on the rotation angle of the rotating magnetic body. an offset signal generator that is set in advance for each of the inflection point sections and sequentially outputs an offset signal corresponding to the inflection point section based on the timing signal; a section torque calculator that subtracts the signal and calculates the average torque value for each inflection point section; A torque measuring device characterized in that it measures torque without being affected. （２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、区間
トルク演算器は、 磁気センサの検出信号を各変極点区間毎に積算する積算
器と、 この積算器の出力から変極点区間に対応したオフセット
信号を減算する減算器と、 を含み、各変極点区間の伝達トルクの平均値を演算する
ことを特徴とするトルク測定装置。(2) In the device described in claim (1), the section torque calculator includes an integrator that integrates the detection signal of the magnetic sensor for each inflection point section, and a corresponding inflection point section from the output of this integrator. What is claimed is: 1. A torque measuring device comprising: a subtracter for subtracting an offset signal obtained by applying the offset signal; （３）特許請求の範囲（２）記載の装置において、前記
区間トルク演算器は、 磁気センサの検出信号を各変極点区間毎に積分出力する
積算器と、 前記積算器の区間積分時間を演算出力する積分時間演算
器と、 前記積算器の出力を積分時間演算器の出力で除算し、各
変極点区間における磁気センサ出力の平均値を演算出力
する除算器と、 この除算器の出力から変極点区間に対応したオフセット
信号を減算する減算器と、 を含み、各変極点区間の伝達トルクの平均値を演算する
ことを特徴とするトルク測定装置。(3) In the device according to claim (2), the section torque calculator includes: an integrator that integrates and outputs the detection signal of the magnetic sensor for each inflection point section; and calculates the section integration time of the integrator. an integral time calculator that outputs an output; a divider that divides the output of the integrator by the output of the integral time calculator and calculates and outputs the average value of the magnetic sensor output in each inflection point section; What is claimed is: 1. A torque measuring device comprising: a subtracter for subtracting an offset signal corresponding to a pole section, and calculating an average value of transmitted torque for each pole section. （４）特許請求の範囲（１）〜（３）のいずれかに記載
の装置において、 区間トルク演算器は、減算器の出力する各変極点区間の
トルク平均値を各区間毎にサンプルホールドするサンプ
ルホールド回路を含むことを特徴とするトルク測定装置
。(4) In the device according to any one of claims (1) to (3), the section torque calculator samples and holds the torque average value of each inflection point section output from the subtracter for each section. A torque measuring device characterized by including a sample and hold circuit.