(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出すべきトルクに応じてコイルに生じたインピーダンスの変化に基づく電圧を２つの増幅回路によりそれぞれ増幅し、増幅した２つの電圧を、２つの保持回路がサンプリングパルス作成回路から与えられたサンプリングパルスによりそれぞれサンプリングして保持し、前記２つの保持回路の一方が保持している電圧に基づき前記トルクを検出し、前記２つの保持回路がそれぞれ保持している電圧の差に基づき異常を検出すべくなしてあるトルクセンサにおいて、
前記２つの保持回路の他方は、前記サンプリングパルスが与えられないときに、保持している電圧を第１固定電位に降下させる降圧回路を備え、前記サンプリングパルスが与えられないときに、異常を検出すべくなしてあることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記２つの保持回路の一方は、サンプリングした電圧により充電されるべき第１コンデンサを備え、該第１コンデンサに第１抵抗を通じて、前記第１固定電位より高い第２固定電位を印加してあり、前記２つの保持回路の他方は、サンプリングした電圧により充電されるべき第２コンデンサを備え、該第２コンデンサに第２抵抗を並列に接続してある請求項１記載のトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクセンサに関し、特に自動車のパワーステアリング装置に好適なトルクセンサの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来のトルクセンサの構成例を示すブロック図である。このトルクセンサは、発振回路１０が発振し出力した交流電流が電流増幅回路１１及び振幅反転電流増幅回路１２に与えられ、それぞれ増幅及び振幅反転増幅される。作用したトルクに応じてインピーダンスが変化するコイル１３及び温度補償用のコイル１４の直列回路と、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１及び抵抗Ｒ２の直列回路と、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲ２及び抵抗Ｒ４の直列回路との並列回路の両端に、電流増幅回路１１及び振幅反転電流増幅回路１２がそれぞれ増幅及び振幅反転増幅した電流が与えられる。
【０００３】
コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ１の可変端子の電圧とがメイン側の差動増幅回路１９に与えられ、その差が増幅される。コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ２の可変端子の電圧とがサブ側の差動増幅回路２３に与えられ、その差が増幅される。
発振回路１０が発振し出力した交流電流は、また、サンプリングパルス作成回路２０に与えられ、サンプリングパルス作成回路２０は、与えられた電流に基づくサンプリングパルスを作成し出力する。
【０００４】
差動増幅回路１９が増幅した差電圧は、メイン側のサンプルホールド回路２１において、サンプリングパルス作成回路２０が出力したサンプリングパルスによりサンプリングされ、検出したトルク値としてメイン側のバッファ２２を介して出力される。
サンプルホールド回路２１は、差動増幅回路１９が増幅した差電圧が与えられ、サンプリングパルスにより作動するアナログスイッチＳＷ１と、アナログスイッチＳＷ１によりサンプリングされた電圧により充電され、正極に抵抗Ｒ１を通じて２．５Ｖの定電圧が印加されたコンデンサＣ１とを備え、コンデンサＣ１の正極から出力する。コンデンサＣ１の負極は接地されている。
【０００５】
差動増幅回路２３が増幅した差電圧は、サブ側のサンプルホールド回路２５において、サンプリングパルス作成回路２０が出力したサンプリングパルスによりサンプリングされ、検出したトルク値としてサブ側のバッファ２６を介して出力される。
サンプルホールド回路２５は、差動増幅回路２３が増幅した差電圧が与えられ、サンプリングパルスにより作動するアナログスイッチＳＷ２と、アナログスイッチＳＷ２によりサンプリングされた電圧により充電され、正極に抵抗Ｒ２（＝Ｒ１）を通じて２．５Ｖの定電圧が印加されたコンデンサＣ２（＝Ｃ１）とを備え、コンデンサＣ２の正極から出力する。コンデンサＣ２の負極は接地されている。
バッファ２２及びバッファ２６から出力された電圧は、それぞれ操舵トルクの検出値として、パワーステアリング装置の制御部２４に与えられる。
【０００６】
このような構成のトルクセンサでは、発振回路１０が出力した交流電流が電流増幅回路１１及び振幅反転電流増幅回路１２に与えられ、それぞれ増幅及び振幅反転増幅される。それぞれ増幅及び振幅反転増幅された交流電流は、コイル１３及び温度補償用のコイル１４の直列回路と、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１及び抵抗Ｒ２の直列回路と、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲ２及び抵抗Ｒ４の直列回路との並列回路の両端に与えられる。
【０００７】
コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ１の可変端子の電圧とが差動増幅回路１９に与えられ、差動増幅回路１９は、作用したトルクに応じ、また、温度補償された電圧差を増幅する。
コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ２の可変端子の電圧とが差動増幅回路２３に与えられ、差動増幅回路２３は、作用したトルクに応じ、また、温度補償された電圧差を増幅する。
【０００８】
差動増幅回路１９が増幅した差電圧は、サンプルホールド回路２１によりサンプリングされ、検出したメインのトルク値としてバッファ２２を介して、制御部２４に与えられ、制御部２４は、このトルク値に基づき図示しない操舵補助用のモータを駆動制御する。
差動増幅回路２３が増幅した差電圧は、サンプルホールド回路２５によりサンプリングされ、検出したサブのトルク値としてバッファ２６を介して、制御部２４に与えられる。
制御部２４は、与えられたバッファ２２及びバッファ２６からのトルク値の差に基づき、トルクセンサの異常を検出する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトルクセンサでは、上述したようにメイン側のサンプルホールド回路２１及びサブ側のサンプルホールド回路２５は、全く同じ回路構成になっている。その為、発振回路１０が故障し発振停止したとき、その出力は共に中点電圧（２．５Ｖ）となり、操舵トルクが０となって、操舵補助はオフとなるが、発振回路１０の故障を検出することが出来ないという問題があった。
【００１０】
特開平６−８８７５７号公報には、検出すべき操舵トルクに関連した電圧を、メイン側及びサブ側のクランプ回路がそれぞれクランプし、ピーク検出回路がそのそれぞれクランプした電圧のピークを検出するが、サブ側のピーク検出回路の出力端子にリミッタ回路を付加して、発振回路の故障を検出するように構成した「トルクセンサ」が開示されている。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、発振回路の故障を検出することが出来るトルクセンサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るトルクセンサは、検出すべきトルクに応じてコイルに生じたインピーダンスの変化に基づく電圧を２つの増幅回路によりそれぞれ増幅し、増幅した２つの電圧を、２つの保持回路がサンプリングパルス作成回路から与えられたサンプリングパルスによりそれぞれサンプリングして保持し、前記２つの保持回路の一方が保持している電圧に基づき前記トルクを検出し、前記２つの保持回路がそれぞれ保持している電圧の差に基づき異常を検出すべくなしてあるトルクセンサにおいて、前記２つの保持回路の他方は、前記サンプリングパルスが与えられないときに、保持している電圧を第１固定電位に降下させる降圧回路を備え、前記サンプリングパルスが与えられないときに、異常を検出すべくなしてあることを特徴とする。
【００１２】
このトルクセンサでは、検出すべきトルクに応じてコイルに生じたインピーダンスの変化に基づく電圧を２つの増幅回路によりそれぞれ増幅する。増幅した２つの電圧を、２つの保持回路がサンプリングパルス作成回路から与えられたサンプリングパルスによりそれぞれサンプリングして保持し、２つの保持回路の一方が保持している電圧に基づきトルクを検出し、２つの保持回路がそれぞれ保持している電圧の差に基づき異常を検出するように構成してある。２つの保持回路の他方が備えた降圧回路が、その保持回路にサンプリングパルスが与えられないときに、保持する電圧を第１固定電位に降下させる。
これにより、保持回路にサンプリングパルスが与えられないときに、メイン側及びサブ側の各保持回路が出力する電圧に差が生じ、サンプリングパルス作成の元である発振回路の故障を検出することが出来るトルクセンサを実現することが出来る。
【００１３】
第２発明に係るトルクセンサは、前記２つの保持回路の一方は、サンプリングした電圧により充電されるべき第１コンデンサを備え、該第１コンデンサに第１抵抗を通じて、前記第１固定電位より高い第２固定電位を印加してあり、前記２つの保持回路の他方は、サンプリングした電圧により充電されるべき第２コンデンサを備え、該第２コンデンサに第２抵抗を並列に接続してあることを特徴とする。
【００１４】
このトルクセンサでは、２つの保持回路の一方は、サンプリングした電圧により第１コンデンサが充電され、第１コンデンサに第１抵抗を通じて、第１固定電位より高い第２固定電位を印加してある。２つの保持回路の他方は、サンプリングした電圧により第２コンデンサが充電され、第２コンデンサに第２抵抗を並列に接続してある。
これにより、保持回路にサンプリングパルスが与えられないときに、メイン側及びサブ側の各保持回路が出力する電圧に差が生じ、サンプリングパルス作成の元である発振回路の故障を検出することが出来るトルクセンサを実現することが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、それを示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るトルクセンサの実施の形態の構成を示すブロック図である。このトルクセンサは、発振回路１０が発振し出力した交流電流が電流増幅回路１１及び振幅反転電流増幅回路１２に与えられ、それぞれ増幅及び振幅反転増幅される。作用したトルクに応じてインピーダンスが変化するコイル１３及び温度補償用のコイル１４の直列回路と、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１及び抵抗Ｒ２の直列回路と、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲ２及び抵抗Ｒ４の直列回路との並列回路の両端に、電流増幅回路１１及び振幅反転電流増幅回路１２がそれぞれ増幅及び振幅反転増幅した電流が与えられる。
【００１６】
コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ１の可変端子の電圧とがメイン側の差動増幅回路１９に与えられ、その差が増幅される。コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ２の可変端子の電圧とがサブ側の差動増幅回路２３に与えられ、その差が増幅される。
発振回路１０が発振し出力した交流電流は、また、サンプリングパルス作成回路２０に与えられ、サンプリングパルス作成回路２０は、与えられた電流に基づくサンプリングパルスを作成し出力する。
【００１７】
差動増幅回路１９が増幅した差電圧は、メイン側のサンプルホールド回路２１（保持回路）において、サンプリングパルス作成回路２０が出力したサンプリングパルスによりサンプリングされ、検出したトルク値としてメイン側のバッファ２２を介して出力される。
サンプルホールド回路２１は、差動増幅回路１９が増幅した差電圧が与えられ、サンプリングパルスにより作動するアナログスイッチＳＷ１と、アナログスイッチＳＷ１によりサンプリングされた電圧により充電され、正極に抵抗Ｒ１を通じて２．５Ｖの定電圧（第２固定電位）が印加されたコンデンサＣ１とを備え、コンデンサＣ１の正極から出力する。コンデンサＣ１の負極は接地されている。
【００１８】
差動増幅回路２３が増幅した差電圧は、サブ側のサンプルホールド回路２５ａにおいて、サンプリングパルス作成回路２０が出力したサンプリングパルスによりサンプリングされ、検出したトルク値としてサブ側のバッファ２６を介して出力される。
サンプルホールド回路２５ａ（保持回路）は、差動増幅回路２３が増幅した差電圧が与えられ、サンプリングパルスにより作動するアナログスイッチＳＷ２と、アナログスイッチＳＷ２によりサンプリングされた電圧により充電されるコンデンサＣ３（降圧回路）と、コンデンサＣ３の正極及び負極間に並列接続された抵抗Ｒ３（降圧回路）とを備え、コンデンサＣ３の正極から出力する。コンデンサＣ３の負極は接地（第１固定電位）されている。
バッファ２２及びバッファ２６から出力された電圧は、それぞれ操舵トルクの検出値として、パワーステアリング装置の制御部２４に与えられる。
【００１９】
このような構成のトルクセンサでは、発振回路１０が出力した交流電流が電流増幅回路１１及び振幅反転電流増幅回路１２に与えられ、それぞれ増幅及び振幅反転増幅される。それぞれ増幅及び振幅反転増幅された交流電流は、コイル１３及び温度補償用のコイル１４の直列回路と、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ１及び抵抗Ｒ２の直列回路と、抵抗Ｒ３、可変抵抗ＶＲ２及び抵抗Ｒ４の直列回路との並列回路の両端に与えられる。
【００２０】
コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ１の可変端子の電圧とが差動増幅回路１９に与えられ、差動増幅回路１９は、作用したトルクに応じ、また、温度補償された電圧差を増幅する。
コイル１３及びコイル１４の接続点の電圧と、可変抵抗ＶＲ２の可変端子の電圧とが差動増幅回路２３に与えられ、差動増幅回路２３は、作用したトルクに応じ、また、温度補償された電圧差を増幅する。
【００２１】
差動増幅回路１９が増幅した差電圧は、サンプルホールド回路２１によりサンプリングされ、検出したメインのトルク値としてバッファ２２を介して、制御部２４に与えられ、制御部２４は、このトルク値に基づき図示しない操舵補助用のモータを駆動制御する。
差動増幅回路２３が増幅した差電圧は、サンプルホールド回路２５ａによりサンプリングされ、検出したサブのトルク値としてバッファ２６を介して、制御部２４に与えられる。
制御部２４は、与えられたバッファ２２及びバッファ２６からのトルク値の差に基づき、トルクセンサの異常を検出する。
【００２２】
ここで、サンプルホールド回路２１は、アナログスイッチＳＷ１によりサンプリングされた電圧により、コンデンサＣ１が充電され、充電され保持された電圧を、コンデンサＣ１の正極から出力する。検出すべきトルクが０であるときは、中点電圧２．５Ｖを出力する。
サンプルホールド回路２１は、発振回路１０が故障し、サンプリングパルスがアナログスイッチＳＷ１に与えられないときは、定電圧２．５Ｖを抵抗Ｒ１を通じて出力する。
【００２３】
サンプルホールド回路２５ａは、アナログスイッチＳＷ２によりサンプリングされた電圧により、コンデンサＣ３が充電され、充電され保持された電圧を、コンデンサＣ３の正極から出力する。検出すべきトルクが０であるときは、抵抗Ｒ３により維持された中点電圧２．５Ｖを出力する。
サンプルホールド回路２５ａは、発振回路１０が故障し、サンプリングパルスがアナログスイッチＳＷ２に与えられないときは、コンデンサＣ３が抵抗Ｒ３を通じて放電し、所定時間経過後、接地電位である０Ｖを出力するようになる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係るトルクセンサによれば、保持回路にサンプリングパルスが与えられないときに、メイン側及びサブ側の各保持回路が出力する電圧に差が生じ、サンプリングパルス作成の元である発振回路の故障を検出することが出来るトルクセンサを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルクセンサの実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】従来のトルクセンサの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  発振回路
１３，１４  コイル
１９，２３  差動増幅回路
２０  サンプリングパルス作成回路
２１，２５ａ  サンプルホールド回路（保持回路）
２４  制御部
Ｃ１  コンデンサ
Ｒ１  抵抗
Ｃ３  コンデンサ（降圧回路）
Ｒ３  抵抗（降圧回路）
ＳＷ１，ＳＷ２  アナログスイッチ
【図１】
0003616917.tif 000002
【図２】
0003616917.tif 000003