(57)【要約】【課題】本発明の目的は，直線性改善，温度補償等を可能としながらシンプルな構成のインダクタンス検出回路を提案し，低コストのトルクセンサを実現する。【解決手段】抵抗とコイル二組の時定数にそれぞれ対応するパルス幅を持つパルス列を出力させ，パルス幅を微小時間間隔で計数識別してディジタル化し，回転軸に加えられたトルクと検出部の温度情報を検知する。トルクセンサ毎に基準トルクと検出部温度情報を指標として一次情報であるディジタルトルク量の二次元テーブルをメモリに有し，トルク検出毎に検知データを変換してトルク検知出力の直線性改善，温度補償を同時に実施する。製造後の調整は不要で量産安定性に優れている。【選択図】　図３
2004020199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に加えられたトルクに応じて回転軸の一部の磁気特性が変化するトルク・磁性変換部の周囲に巻回されてインダクタンスが変化する少なくとも一つのコイルよりなる検出部と，検知パルス発生手段と，パルス幅識別手段と，制御部と，不揮発メモリとを有し，検知パルス発生手段は抵抗或いはコイルの何れか或いは双方が異なった二組の抵抗及びコイルの組み合わせそれぞれにスイッチング素子により矩形波信号を加え，前記組み合わせのコイルと抵抗との時定数により変化するコイル端の電位が所定レベルに至るまでの時間に対応する第一，第二のパルスを出力させ，パルス幅識別手段は第一，第二のパルス幅を微小時間間隔で計数識別してディジタル化し，制御部は第一，第二のパルス幅から回転軸のディジタルトルク量及び検出部の温度情報を算出し，それぞれのトルクセンサ毎に少なくとも２つの予め定められた基準トルクに対応して得られる基準ディジタルトルク量を得，基準トルクに対応して出力する基準トルク情報と２以上の検出部温度情報とを指標として基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを不揮発メモリ内に記憶し，制御部が回転軸に加えられたディジタルトルク量を検知する毎に前記不揮発メモリに記憶された基準トルク情報，検出部温度情報を指標とする基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを参照して検知されたディジタルトルク量をトルク情報に変換することを特徴とするトルクセンサ
【請求項２】
請求項１記載のトルクセンサに於いて，それぞれのトルクセンサ毎に基準温度に於いて少なくとも２つの予め定められた基準トルクに対応する基準ディジタルトルク量を得て，予め統計的に求められた検出部温度情報と基準トルク情報を指標とした基準ディジタルトルク量の標準二次元テーブルを補正してそれぞれのトルクセンサ固有の二次元テーブルとして不揮発メモリに記憶し，制御部が回転軸のディジタルトルク量を検知する毎に前記不揮発メモリに記憶された基準トルク情報，検出部温度情報を指標とする基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを参照して検知された回転軸のディジタルトルク量をトルク情報に変換することを特徴とするトルクセンサ
【請求項３】
請求項１記載のトルクセンサに於いて，検知パルス発生手段はコイル端の電位が所定レベルとなったタイミングでスイッチング素子を切り替えて二組の抵抗及びコイルの組み合わせに交互に矩形波信号を加え，第一及び第二のパルスを高低レベルのパルス列として出力する発振回路を構成したことを特徴とするトルクセンサ
【請求項４】
請求項１記載のトルクセンサに於いて，回転軸に加えられたトルクに応じて回転軸の一部の磁気特性が変化するトルク・磁性変換部の周囲に巻回されて一方のコイルのインダクタンスが増加すると他方のコイルのインダクタンスは減少するよう差動的に構成され，二組の抵抗及びコイルの組み合わせは少なくともコイルが異なる組み合わせとし，回転軸のディジタルトルク量は第一及び第二のパルス幅の比から算出し，検出部の温度情報は第一及び第二のパルス幅の和から得るとし，制御部が回転軸のディジタルトルク量を検知する毎に前記メモリーに記憶された基準トルク情報，検出部温度によって変化する第一及び第二のパルス幅の和を指標とする基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを参照して検知された回転軸のディジタルトルク量をトルク情報に変換することを特徴とするトルクセンサ
【請求項５】
請求項１記載のトルクセンサに於いて，回転軸に加えられたトルクに応じて回転軸の一部の磁気特性が変化するトルク・磁性変換部の周囲に巻回されてインダクタンスが変化する検出コイルと検出コイル近傍でトルクに応じて磁気特性の変化しない回転軸部分に巻回された参照コイルとを有し，二組の抵抗及びコイルの組み合わせは検出コイル及び参照コイルに抵抗を組み合わせるものとしてそれぞれに矩形波信号を加え，検出コイル端及び参照コイル端の電位が所定レベルになるまでの時間に対応して出力されるパルスをそれぞれ第一，第二のパルスとし，回転軸のディジタルトルク量は第一のパルス幅から得て検出部の温度情報は第二のパルス幅から得るとして，制御部が回転軸のディジタルトルク量を検知する毎に前記不揮発メモリに記憶された基準トルク情報，第二のパルス幅を指標とする基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを参照して検知された回転軸のディジタルトルク量をトルク情報に変換することを特徴とするトルクセンサ
【請求項６】
請求項１記載のトルクセンサに於いて，二つのコイルを有して少なくとも一方のコイルは回転軸に加えられたトルクによりインダクタンスを変え，共通の抵抗とそれぞれのコイルとを二組の抵抗及びコイルの組み合わせとし，前記検知パルス発生手段は二つのコイルそれぞれに共通の抵抗を介して矩形波信号を加えるよう構成し，二つのコイルの接続点の電位が所定のレベルになるまでの時間に対応して第一，第二のパルスをそれぞれ出力することを特徴とするトルクセンサ
【請求項７】
請求項６記載のトルクセンサに於いて，二つのコイルの接続点の電位が所定のレベルに達する毎にフリップフロップ回路の出力を反転させ，フリップフロップ回路の相補的な出力により二つのスイッチング素子のオン，オフを制御して第一及び第二のパルスを高低レベルのパルス列として出力する発振回路を構成したことを特徴とするトルクセンサ
【請求項８】
請求項１記載のトルクセンサに於いて，回転軸に加えられたトルクによりインダクタンスを変える一つの検出コイルと温度検知抵抗及び基準抵抗とを有して温度検知抵抗は検出コイル近傍に配置し，温度検知抵抗及び基準抵抗それぞれと検出コイルとを二組の抵抗及びコイルの組み合わせとし，検知パルス発生手段は温度検知抵抗，検出コイル，基準抵抗を検出コイルを中間として直列接続すると共に二つのスイッチング素子を各接続点に配置し，それぞれのスイッチング素子により基準抵抗及び温度検知抵抗を介して検出コイルに矩形波信号を加えて検出コイル両端の電位がそれぞれ所定のレベルとなるまでの時間に対応する第一，第二のパルスを出力させ，パルス幅識別手段は第一，第二のパルス幅を微小時間間隔で計数識別し，制御部は第一のパルス幅から回転軸のディジタルトルク量を算出すると共に第一及び第二のパルス幅の比から温度検知抵抗の変動情報を算出するとして制御部が回転軸のディジタルトルク量を検知する毎に前記不揮発メモリに記憶された基準トルク情報，第一及び第二のパルス幅の比を指標とする基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを参照して検知された回転軸のディジタルトルク量をトルク情報に変換することを特徴とするトルクセンサ
【請求項９】
請求項８記載のトルクセンサに於いて，温度検知用抵抗及び検出コイル及び基準抵抗はこの順で直列接続して両端を電源側に接続し，検出コイルの両端をそれぞれスイッチング素子を介して接地し，検出コイル両端には電圧比較器を配置してスイッチング素子がオフとなっている側の検出コイル端の電位が所定のレベルに達すると他方のスイッチング素子をオフとするよう電圧比較器とスイッチング素子とを接続して第一及び第二のパルスを高低レベルのパルス列として出力する発振回路を構成したことを特徴とするトルクセンサ
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，トルクセンサに拘わり，特にコイルのインダクタンス変化からトルクを検出するトルクセンサに拘わる。
【０００２】
【従来の技術】
回転軸に加えられたトルクをコイルのインダクタンス変化から検出するトルクセンサには図１，図２にその検出部の構造例を示すようにトルク・磁性変換部には種々の方式が存在する。図１は回転軸の一端に接続されて周方向に凹凸を有する磁性体，回転軸の他端に接続されて窓を有する導体円筒，コイル等で構成され，加えられたトルクにより回転軸に捻れを生じると窓と磁性体の凹凸部の位置がずれてコイルのインダクタンスを変化させる。図２は，回転軸外周に斜交して取り付けられた磁気異方性部材と、この磁気異方性部材を取り巻くコイルとによって構成され，回転軸に加えられるトルクに応じて生じる微小な捩れを磁気異方性部材の透磁率の変化，コイルのインダクタンス変化として検出することにより，回転軸に作用するトルクの大きさを検知する。
【０００３】
これらの検出部の構成において，多くの場合コイルは一対としてトルクに応じて一方のインダクタンスは増加し，他方のインダクタンスは減少するよう配置構成されるが，従来のインダクタンス検出回路は複雑であり調整点も多い難点があった。例えば，図２０に示すように従来の検出回路は抵抗と共にブリッジを構成し，正弦波信号或いはパルス信号を加えてその応答からインダクタンスの変化を検出するもので発振回路，検波，差分回路等アナログ回路量が多く，コストを増大させると共に調整点の存在が測定精度を損ないかねない懸念があった。
【０００４】
検出回路をシンプルにする手段として抵抗，検出コイルとで構成する無安定マルチバイブレータが知られ検討された（特開平０５−０６６１６４，特公平０６−０４１８８９等）。それらのインダクタンス変化検出に挙げられた回路例を図１９に示すが，トランジスタのベース端子に接続された抵抗がベース電流を制限すると共に時定数を決していて独立に決められないので設定は微妙で発振の安定性に懸念がある。さらにトランジスタ内のベース抵抗も時定数に影響を与えるのでそれらの抵抗，トランジスタのばらつきのために温度によるゼロ点変動が大で使用に耐えなかった。
【０００５】
上記の他にも検出用コイルを含む発振回路を用いて回路量を減少させる提案はあったが（特開２０００−２３４９６７，特開２０００−１４６７２２，特開２０００−２８３８６３等），アナログ回路の量は多く，製造段階での回路確認，調整要素も残る等満足できるレベルにはなっていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は，トルクセンサに適するシンプルな検出回路を提案して低コストで且つ信頼性の期待できるトルクセンサを実現提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に規定するトルクセンサは，回転軸に加えられたトルクに応じて回転軸の一部の磁気特性が変化するトルク・磁性変換部の周囲に巻回されてインダクタンスが変化する少なくとも一つのコイルよりなる検出部と，検知パルス発生手段と，パルス幅識別手段と，制御部と，不揮発メモリとを有し，検知パルス発生手段は抵抗或いはコイルの何れか或いは双方が異なった二組の抵抗及びコイルの組み合わせそれぞれにスイッチング素子により矩形波信号を加え，前記組み合わせのコイルと抵抗との時定数により変化するコイル端の電位が所定レベルに至るまでの時間に対応する第一，第二のパルスを出力させ，パルス幅識別手段は第一，第二のパルス幅を微小時間間隔で計数識別してディジタル化し，制御部は第一，第二のパルス幅から回転軸のディジタルトルク量及び検出部の温度情報を算出し，それぞれのトルクセンサ毎に少なくとも２つの予め定められた基準トルクに対応して得られる基準ディジタルトルク量を得，基準トルクに対応して出力する基準トルク情報と２以上の検出部温度情報とを指標として基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを不揮発メモリ内に記憶し，制御部が回転軸のディジタルトルク量を検知する毎に前記不揮発メモリに記憶された基準トルク情報，検出部温度情報を指標とする基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを参照して検知された回転軸のディジタルトルク量をトルク情報に変換することを特徴とする。
【０００８】
温度検知のためのセンサ或いはセンサ周辺回路を増やすこと無く温度補償を実現してトルク検知の高精度化を実現する。
【０００９】
請求項２に規定するトルクセンサは，予め同種のトルクセンサに於いて検出部温度情報と基準トルク情報を指標とした基準ディジタルトルク量の標準二次元テーブルを統計的に求めておき，それぞれのトルクセンサ毎に基準温度に於いて予め定められた基準トルクに対応する基準ディジタルトルク量を得て前記標準二次元テーブルを補正してトルクセンサ固有の二次元テーブルとしてメモリに記憶する。
【００１０】
それぞれのトルクセンサの製造後に基準ディジタルトルク量の二次元テーブルを作成するのでは多大のコストを要するので一つの基準温度に於ける基準ディジタルトルク量を得て二次元テーブルを簡易的に生成するトルクセンサを提供する。
【００１１】
請求項３に規定するトルクセンサは，コイル端の電位が所定のレベルとなるタイミングでスイッチング素子を切り替えるよう構成して二組のコイルと抵抗で構成する時定数差に対応するディーティ比のパルス列を出力する発振器を構成させる。
【００１２】
請求項４に規定するトルクセンサは，回転軸に加えられたトルクに応じて二つのコイルのインダクタンスが差動的に変化する場合に第一，第二のパルス幅の比からディジタルトルク量を算出し，第一，第二のパルス幅の和を検出部の温度情報として検出トルクの温度補償を行う。
【００１３】
請求項５に規定するトルクセンサは，一方のコイルのみが回転軸に加えられたトルクに応じてそのインダクタンスを変える検出コイルとし，他方のコイルは一定の参照コイルとして参照コイル或いは参照コイルに接続される抵抗の何れかを検出コイル近傍に配置して参照コイルに起因するパルス幅から検出部温度情報得て算出トルク量を補正する。
【００１４】
一方のコイルを一定のコイルとすると，それに起因するパルス幅は一定となるべきであるが，検出部の温度によって変動するのでそれを利用して検出部の温度補償を行う。
【００１５】
請求項６に規定するトルクセンサは，二つのコイルに共通の抵抗を介して矩形波信号を加える構成とし，二つのコイルの接続点の電位を検出させる構成として抵抗及び電圧比較器をそれぞれ一つとして簡略化させると共に共用にすることでバランス調整を不要として精度を向上させる。
【００１６】
請求項７に規定するトルクセンサは，請求項６に示すトルクセンサに於いて，二つのコイルの接続点の電位が所定のレベルに達する毎にフリップフロップ回路を反転させ，その相補的出力でスイッチング素子のオン，オフを制御して発振回路を形成する。
【００１７】
請求項８に規定するトルクセンサは，温度検知抵抗，検出コイル，基準抵抗を検出コイルを中間として直列接続すると共に二つのスイッチング素子を各接続点に配置し，それぞれのスイッチング素子により基準抵抗及び温度検知抵抗を介して検出コイルに矩形波信号を加えて検出コイル両端の電位がそれぞれ所定のレベルとなるまでの時間に対応する第一，第二のパルスを出力させ，第一のパルス幅から回転軸に加えられたトルクを算出すると共に第一及び第二のパルス幅の比から温度検知抵抗の変動情報を算出して検知されたディジタルトルク量を補正することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に規定するトルクセンサは，請求項８に示すトルクセンサに於いて，検知パルス発生手段を検出コイル両端の電位がそれぞれ所定のレベルとなる毎にスイッチング素子のオン，オフを逆転させて検出コイルと直列に接続される抵抗を切り替え，第一，第二のパルスで一周期を構成するパルス列を出力する発振回路とする。
【００１９】
【作用】
本発明のトルクセンサは，コイルと抵抗の二組の組み合わせ回路に矩形波信号を加え，それぞれの時定数に対応するパルス幅を持つ第一，第二のパルスを出力する検知パルス発生手段と，パルス幅の計数識別手段とより構成され，それらのパルス幅の識別演算により回転軸に加えられたトルク量と検出部の温度情報を検知する。それぞれのトルクセンサ毎に回転軸に加える基準トルクと検出部の温度情報を指標として検知一次情報である基準ディジタルトルク量の二次元テーブルをメモリに有し，トルク量を検知する毎に検知データを変換して出力する。これによりトルクと出力の直線性改善，温度補償を同時に実施できる。また検出部の温度情報，ディジタルトルク量検知は同一の検出手段により，製造後の精密な調整も不要で品質安定性に優れている。さらにコイルと抵抗で検出部を構成した単独の検出コイル構成でも直線性の改善，温度補償が可能でトルク検出精度を維持しながら小型化を実現出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明によるトルクセンサについて，その実施例及び原理作用等を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１，図２はトルクセンサの検出部の構造例を示す。図１は回転軸１０の一端に接続されて周方向に凹凸（１１ｂ，１１ａ）を有する磁性体１１，回転軸１０の他端に接続されて窓１２ａ，１２ｂを有する導体円筒１２，コイル１３，１４等で構成され，回転軸１０に加えられたトルクにより捻れを生じると窓１２ａ，１２ｂと磁性体１１の凹凸部（１１ｂ，１１ａ）の位置がずれてコイル１３，１４のインダクタンスを変化させる。
【００２２】
図２は，回転軸２１外周に斜交して取り付けられた磁気異方性部材２２，２３と、この磁気異方性部材２２，２３を取り巻く検出コイル２４，２５と検出回路２６とによって構成され，回転軸２１に加えられるトルクに応じて生じる微小な捩れを磁気異方性部材２２，２３の透磁率の変化，コイル２４，２５のインダクタンス変化として検出することにより，回転軸２１に作用するトルクの大きさを検知する。
【００２３】
これら図１，２の検出部の構造例において，２つのコイル１３，１４或いは２４，２５のインダクタンスは一方が増大すると他方が減少するよう構成され，検出回路はそれらの変化量を差動的に検出する。本発明は特に新規な検出回路を提案して低コストで且つ高精度なトルクセンサを実現する。
【００２４】
本発明の実施例を具体的に説明する前に従来提案された検出回路を概観する。図２０は一般に用いられている検出回路を簡略化して表してある。同図において，コイル２４，２５と抵抗２０１，２０２で構成されたブリッジに高周波発振器２０３から高周波信号を加え，抵抗２０１，２０２とコイル２４，２５とで分圧された電圧をそれぞれ整流・平滑回路２０４，２０５で直流電圧に変え，差動増幅器２０６を通して出力を得る。コイル２４，２５両端の電圧は差動増幅器２０６で差分するまでにそれぞれ整流・平滑回路２０４，２０５を通るのでこれらのゲインバランスを保持するために何らかの調整部は存在し，また高周波発振器２０３を別途有し，その出力も厳密に制御されなければならない。実際に適用される回路は想定される各種の不具合点の検出，回避等をも考慮するため更に複雑な回路となっている。
【００２５】
検出回路をシンプルにするために提案されたマルチバイブレータによる検出回路例を図１９を用いて説明する。同図において，番号１９１はコイル２４，２５のインダクタンスの差をデューティ比の異なるパルス列として出力するマルチバイブレータ，番号１９２は波形整形回路，番号１９３はデューティ比の異なるパルス列を電圧出力に変える積分回路をそれぞれ示す。コイル２４，２５はそれぞれトランジスタ１９４，１９５の負荷としてそれらのコレクタ端子に接続され，トランジスタ１９４，１９５のコレクタ端子は抵抗１９６を介してそれぞれトランジスタ１９５，１９４のベース端子に接続される。コンデンサ１９７はトランジスタ１９４，１９５のスイッチング速度を速めるために用いられる。
【００２６】
トランジスタ１９４，１９５のベース端子に流入する電流は抵抗１９６によって制限され，発振の時定数はコイル２４，２５のインダクタンスと抵抗１９６によりそれぞれ決まる。したがってマルチバイブレータ１９１出力の高レベル，低レベルの時間幅はそれぞれコイル２４，２５のインダクタンスと抵抗１９６とで決まり，コイル２４，２５のインダクタンスの差は出力パルスのデューティ比として検出できる。しかしトランジスタ１９４，１９５のベース電流量は抵抗１９６にも依存するので抵抗１９６の選定は独立では無く設定は微妙である。さらにトランジスタ１９４，１９５内のベース抵抗は抵抗１９６と直列になるので時定数に影響する。したがって抵抗１９６，トランジスタ１９４，１９５等のばらつきが直接に出力パルスのデューティ比に影響し，温度によってゼロ点変動を引き起こす等の欠点が目立ち，シンプルな構成ではあるが現在では省みられていない。
【００２７】
図３は，差動構成のコイルに共通の抵抗を介して交互に矩形波信号を加える構成のトルクセンサを本発明の第一の実施例として示し，回転軸２１に加えられたトルクにより磁気異方性部材２２，２３の透磁率が変化し，２つのコイル２４，２５のインダクタンスが差動的に変化する検出部の構造及び検出回路を示す。
【００２８】
検出回路部は抵抗３１を介してコイル２４，２５に交互に矩形波信号を加え，コイル２４，２５のインダクタンスに対応してデューティ比の異なるパルス列を出力する発振回路部３ｄとマイクロコンピュータ３７とで構成する。出力パルス列のパルス幅をマイクロコンピュータ３７で直接識別して位置を検知する。マイクロコンピュータ３７は内蔵するプログラムにより位置検出，検出位置の温度補償等全体の動作を統括する制御部として機能する。番号３８は不揮発メモリを示す。
【００２９】
検出回路の構成及び動作を図４に示す各部波形を参照しながら説明する。抵抗３１は一端を電源側＋Ｖに，他端をコイル２４，２５に接続され，コイル２４，２５の他端はそれぞれスイッチング素子３５，３６に接続される。スイッチング素子３５，３６は入力が高レベルでオフに，入力が低レベルでオンとしてコイル２４，２５の一端を接地する。抵抗３１とコイル２４，２５の接続点は電圧比較器３２に入力され，電圧比較器３２はその接続点の電位（番号３ｂで示す）を所定の電圧レベル（図３の＋Ｖｂ，図４の番号４２で示す）と比較し，所定の電圧レベルより低下したら高レベルに出力３ｃを変化させる。電圧比較器３２の出力３ｃはフリップフロップ３４に入力し，フリップフロップ３４は出力３ｃが低レベルから高レベルに変化するエッジで出力３９，３ａをそれぞれ反転させる。出力３９，３ａは一方が低レベルで有れば他方は高レベルとなるような相補出力である。出力３９，３ａはそれぞれスイッチング素子３５，３６に入力される。番号３３は所定の電圧レベルを設定する回路を示す。
【００３０】
今，スイッチング素子３５，３６はそれぞれオン，オフに変化したとすると，電流は抵抗３１，コイル２４，スイッチング素子３５を流れようとするが，コイル２４を直ちには電流が流れず，接続点３ｂの電位は高レベルとなる。時間経過と共にコイル２４を流れる電流が増すと，抵抗３１での電圧降下は大となり，接続点３ｂの電位は低下する。接続点３ｂの電位が所定のレベルより低下した時点で電圧比較器３２の出力３ｃは高レベルに転じてフリップフロップ３４の状態を逆転させ，スイッチング素子３５，３６はそれぞれオフ，オンに切り替わり，抵抗３１，コイル２５，スイッチング素子３６を電流が流れようとする。コイル２５に電流は直ちに流れないので接続点３ｂは高レベルとなり，電圧比較器３２の出力３ｃは低レベルとなる。時間経過と共に電流が増し，接続点３ｂの電位が低下し，所定のレベルより低下すると電圧比較器３２の出力３ｃが高レベルに転じフリップフロップ３４の状態を反転させ，これを繰り返す。
【００３１】
フリップフロップ３４の出力３ａはデューティ比がコイル２４，２５のインダクタンスに対応するパルス列を出力し，高レベルのパルス幅Ｗ１はコイル２４のインダクタンスに，低レベルのパルス幅Ｗ２はコイル２５のインダクタンスにそれぞれ比例する。マイクロコンピュータ３７はこの出力３ａを入力させて内蔵するカウンタでそれらのパルス幅を微小時間間隔で計数識別してディジタル化する。
【００３２】
コイル２４，２５のインダクタンスは一方が増大すれば他方は減少するので回路定数を適当に設定すれば近似的に出力パルスのパルス周期は一定と出来る。しかし，検出部の温度変動によりコイル２４，２５は伸縮し，或いはコイル２４，２５と対向する回転軸２１の導体部の導電率が変わってコイル２４，２５のインダクタンスは温度変化と共に変動する場合がある。これを利用して出力パルス列の周期から検出部の温度変化を検知して検出トルクの温度補償を出来る。
【００３３】
図５は本発明によるトルクセンサで初期設定を行うための機能ブロック図を示す。同図に於いて，トルクセンサは図３に示した回転軸２１，磁気異方性部材２２，２３，コイル２４，２５よりなる検出部と，検出回路部５２とで構成され，製造後の初期設定を行うために初期設定制御部５１，アクチュエータ５３が接続されている。
【００３４】
初期設定制御部５１の指示でアクチュエータ５３は回転軸２１に所定の回転トルクを与え，発振回路３ｄはコイル２４，２５のインダクタンスに対応したデューティ比を有するパルス列を出力してマイクロコンピュータ３７は基準ディジタルトルク量を検知してメモリ３８に記憶させる。番号５４はアクチュエータ５３が回転軸２１に加えた回転方向を示す。
【００３５】
図６は図５に示した初期設定システムにおける動作フローの概略を示して初期設定システムの説明を補足するための図である。同図に示すように製造後の初期設定プロセスでは，［１．］でＮを基準トルクの指標として初期値Ｎ＝１とし，［２．］で初期設定制御部５１の指示でアクチュエータ５３が回転軸２１に予め定めたＮ番目の基準トルクｔＮを加える。［３．］で発振回路３ｄ及びマイクロコンピュータ３７により得られた基準ディジタルトルク量ＳＮを不揮発性のメモリ３８に記憶させる。さらに［４．］で所定個数の基準トルクでの設定を終了したか否か確認し，未だで有ればＮを１増加させて［２．］へ，終了で有れば［５．］へ進む。
【００３６】
［５．］では異なった検出部温度に対する各ＳＮの変動量は既知として検出部の温度情報を示す出力パルス周期及び各基準トルクｔＮに対して割り当てた基準トルク情報ＴＮを指標として基準ディジタルトルク量ＳＮの二次元テーブルを作成する。これでトルクセンサ製造後の初期設定は終了であり，この過程では検出部も検出回路部５２も調整作業は不要である。
【００３７】
トルクセンサの通常の計測時では，［６．］で未知の回転トルクｔＸに対応してマイクロコンピュータ３７はディジタルトルク量ＳＸを検知し，［７．］でメモリ３８に記憶した基準ディジタルトルク量ＳＮの二次元テーブル，検出部の温度情報を元にトルク情報ＴＸを補間，算出する。第一の実施例で検出部温度情報はＷ１とＷ２の和である。
【００３８】
図７は上記説明で用いた用語を整理するために示してある。すなわち本発明のトルクセンサに於いて回転軸２１に加えられたトルクを示す量は物理層の値として「トルク」として示し，トルクセンサ内で「トルク」に対応して算出されたディジタルトルク量を論理層の値として「ディジタルトルク量」とする。この「ディジタルトルク量」は「トルク」に対応する値であるが，トルクセンサの於ける基準トルク，変換ゲイン等を考慮していないので個々のトルクセンサによって異なる値となる。「トルク情報」は表示層の値で「トルク」に対応して基準トルク，変換ゲイン等を考慮して外部に出力する値である。「ディジタルトルク量」は図８で説明される二次元テーブルを用いて「トルク情報」に変換される。
【００３９】
物理層に於ける「基準トルク」は論理層では「基準ディジタルトルク量」，表示層では「基準トルク情報」として示している。
【００４０】
Ｔ１，Ｔ２，，ＴＮは回転軸２１に加えられた各基準トルクｔ１，ｔ２，，ｔＮに対応して出力すべき基準トルク情報である。すなわち，８ビットで表示するとして１６進表示でＴ１はゼロで「００」，ＴＮは「ＦＦ」とするように設定する。ｔ１，ｔ２，，ｔＮは物理層の値，Ｔ１，Ｔ２，，ＴＮは表示層の値となる。
【００４１】
図８は図６の［５．］で作成した基準ディジタルトルク量ＳＮの二次元テーブルについて説明を補足するための図である。図８に於いて，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は基準トルクｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４に対して出力すべき基準トルク情報であり，ＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３，ＴＰ４は検出部の温度指標を示す。第一の実施例での温度指標は出力パルス周期である。
【００４２】
図５及び図６で示した初期設定プロセスでは図８（ａ）に示すＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を求めてメモリ３８に記憶し，図８（ｂ）に示すディジタルトルク量の温度偏差テーブルを参照して図８（ａ）に示す二次元テーブルを完成させる。すなわち，図８（ｂ）に示すディジタルトルク量の温度偏差テーブルは各基準トルク情報Ｔｊでの基準ディジタルトルク量Ｓｊが検出部温度ＴＰ１，ＴＰｉ間で変化する量はｄＳｉｊであることを示すもので，同種のトルクセンサから予め統計的に求めておく。
【００４３】
基準トルク情報，検出部の温度情報を指標とする基準ディジタルトルク量の標準二次元テーブルをメモリ内に記憶することも出来るが，図８（ｂ）に示したように基準温度ＴＰ１における基準ディジタルトルク量よりの偏差を示す二次元の温度偏差テーブルとして記憶することで図８（ａ）に示す二次元テーブル作成を容易に出来る。
【００４４】
第一の実施例に於いて，図５から図８までを用いて説明したトルクセンサの初期設定システムは他の実施例でも当然に使用する。その場合，検出部及び検出回路により検出部の温度情報を示す指標は異なる。
【００４５】
図９は，マイクロコンピュータ３７によってインダクタンス差を検出してトルクを検知するプログラム例をフローチャートで示した例であり，図６に示した通常の使用時のステップ［６．］，［７．］をさらに詳しく説明する。
【００４６】
［１．］，［２．］のステップにおいて，マイクロコンピュータ３７内のカウンターを用いて低レベルの時間幅Ｗ１，高レベルの時間幅Ｗ２を微小時間幅のクロックで計数識別してディジタル値に変換する。［３．］で高低レベルの時間幅Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ前回の値と比較検証し，それらの差が予め定めた所定の値以上で有れば異常として［６．］で処理し，所定の値以下で有れば正常として［４．］のステップに進む。
【００４７】
［４．］ではディジタルトルク量をＳＸ＝Ｗ１／Ｗ２として算出し，［５．］で検出部の温度情報であるパルス周期（Ｗ１＋Ｗ２）とメモリ３８内の二次元テーブルとからＳＸに対応するトルク情報ＴＸを補間，算出する。
【００４８】
［６．］は高低レベルの時間幅Ｗ１，Ｗ２等の異常処理ルーチンであり，Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ過去の履歴と比較検証して過去の変動履歴から異常状態の頻度，連続性等を調べて偶発的な誤りか，固定的な誤りかを判断する。誤りが確率的であり，頻度も少なければ偶発性と判断して［１．］に進んで計測を繰り返す。誤りの頻度が高く，連続性が高いと判断すれば固定障害と見なして［７．］で上位システムに警告し，計測作業を停止する。
【００４９】
［４．］のステップでのＳＸの計算式を（Ｗ１−Ｗ２）／（Ｗ１＋Ｗ２）としてパルス列のデューティ比として計算することが出来るが，Ｗ１／Ｗ２の関数であるので結果は同じ事になる。ＳＸ＝Ｗ１／Ｗ２の方が演算を僅かではあるが減らすことができる。
【００５０】
図９に示したフローチャートにおいて，［５．］のステップでは検出部温度情報の演算及び二次元テーブルの参照が含まれている。検出部の温度変化は一般に緩やかであるので予め定めた一定時間毎，或いは一定測定回数毎に検出部温度情報の参照を行うことにして演算を簡略化することも可能である。
【００５１】
図３から図９までを用いて示したように本発明の第一の実施例によれば，アナログ回路部分は殆ど無く，検出部，検出回路等はほぼ無調整で機能し，ディジタル処理で直線性改善，検出部の温度補償等が可能で精度を向上できる。
【００５２】
図１０は本発明の第二の実施例であるトルクセンサを示し，コイル２４，２５は差動的にインダクタンスが変化しそれぞれ抵抗１０１，１０２を介して矩形波電圧が加えられ，マイクロコンピュータ１０ａにより測定タイミングが与えられる半自走の発振器で構成している。
【００５３】
検出部の構成は図３に示す第一の実施例と同じであるので説明は省略し，検出回路部の構成及び動作を図１１の各部波形を参照しながら説明する。抵抗１０１，１０２は一端を電源側＋Ｖに，他端をそれぞれコイル２４，２５に接続されると共にスイッチング素子１０３，１０４に接続され，コイル２４，２５の他端はそれぞれ接地される。スイッチング素子１０３，１０４の機能は図３の３５，３６と同様である。スイッチング素子１０３，１０４はそれぞれナンド素子１０５，１０６の出力１０ｄ，１０ｅに接続され，ナンド素子１０５，１０６は互いの入出力端をクロス結合してフリップフロップを構成し，その状態はマイクロコンピュータ１０ａよりの出力１０ｃ及びスイッチング素子１０３の出力１０ｆにより設定される構成となっている。
【００５４】
マイクロコンピュータ１０ａから短い低レベルパルスを出力１０ｃとしてナンド素子１０５に加えるとナンド素子１０５，１０６は出力１０ｄ，１０ｅがそれぞれ高レベル，低レベルに設定される。それによりスイッチング素子１０３はオフに，スイッチング素子１０４はオンとなり，コイル２４には抵抗１０１を介して電圧が加えられる。コイル２４に直ちには電流が流れないのでスイッチング素子１０３の出力１０ｆは高レベルであり，時間経過と共に電流が流れ，出力１０ｆが所定のレベル（番号１１２で示す）より低下すると電圧比較器１０７の出力は低レベルに転じ，ナンド素子１０５，１０６をそれぞれ低レベル，高レベルに設定し，スイッチング素子１０３，１０４はそれぞれオン，オフとなる。その結果，コイル２５には抵抗１０２を介して電圧が加えられ，時間経過と共に流れる電流が増え，出力１０ｇの電位が徐々に低下する。出力１０ｇの電位が所定のレベルより下がると，電圧比較器１０８の出力は低レベルとなり，出力１０ｅと共にナンド素子１０９へ入力されているのでその出力１０ｈの低レベルの区間は出力１０ｅが高レベルとなった時刻から出力１０ｇが所定のレベルより低下した時刻までとなる。
【００５５】
出力１０ｅの低レベルの区間Ｗ１はコイル２４，抵抗１０１により，出力１０ｈの低レベルの区間Ｗ２はコイル２５，抵抗１０２によるのでこれらの区間を微小時間間隔で計数識別することにより第一の実施例で説明したと同様に回転軸に加えられたトルクと検出部の温度情報とを得ることが出来る。
【００５６】
図１２には図１０のマイクロコンピュータ１０ａ内のプログラムフローの概略を示すが，図９に説明した第一の実施例のプログラムフローに加えて［１．］で測定タイミングを与えること，Ｗ１，Ｗ２のレベルが変わっているのみであるので詳細説明は省略する。測定タイミングは出力１０ｃの低レベルパルスで与えられる。
【００５７】
図１０に示した二つの抵抗と差動コイル構成の第二の実施例において，それぞれの抵抗とコイルとを直列に接続して電源と接地間に配置し，スイッチング素子をコイルに並列接続としてオフ側のスイッチング素子出力の電位が所定レベルより低下する点で二つのスイッチング素子の状態を反転させるよう構成したが，抵抗とコイルとスイッチング素子とを直列としても本発明の趣旨に沿う検出回路を実現できる。ただし，その場合にはスイッチング素子がオン側の抵抗とコイル接続点の電位によりスイッチング素子の状態を反転させるよう構成する。
【００５８】
本発明の第一，第二の実施例では回転軸に加えられたトルクにより２つのコイルのインダクタンスを差動的に変化させる例を示したが，検出部のトルク・磁気変換部を一つとした簡略な場合も実用上で多く存在する。その場合にも本発明の第一及び第二の実施例で説明した検出回路は一方のコイルをインダクタンス固定のコイルで置き換えた構成或いはコイル一つの構成にも適用できる。検出コイルを単独とする場合には温度変動による精度低下が最大の課題であるが，その場合でも高精度を達成できる例を本発明の第三以降の実施例として図１３以下を用いて説明する。
【００５９】
図１３は本発明の第三の実施例を示し，同図において，検出部はドリルの刃部１３２の外周にコイル１３３，平坦部１３１外周にコイル１３４を配置して構成する。鉄を主成分とする磁性体で構成されたドリルは加えられた回転トルクに応じて機械的に弱くなっている刃部１３２の歪みは大で透磁率が変化するが，平坦部１３１での透磁率は殆ど変化しない。その結果，回転トルクに応じてコイル１３３のインダクタンスは変化し，コイル１３４のインダクタンスは変化しない。検出部温度によりコイル１３３，１３４の変形或いはドリルの導電率が変化するとコイル１３３，１３４のインダクタンスは変化するのでコイル１３４のインダクタンス変化は検出部の温度指標として使える。
【００６０】
検出回路部の構成及び動作を図１４の各部波形を参照しながら説明する。抵抗１３５，１３６は一端を電源側＋Ｖに，他端をそれぞれコイル１３３，１３４に接続されると共にスイッチング素子１３７，１３８に接続され，コイル１３３，１３４の他端はそれぞれ接地される。スイッチング素子１３７，１３８の機能は図３の３５，３６と同様である。スイッチング素子１３７，１３８はそれぞれ電圧比較器１３９，１３ａの出力１３ｆ，１３ｇに接続され，電圧比較器１３９，１３ａにはそれぞれスイッチング素子１３８，１３７の出力１３ｅ，１３ｄそれぞれが接続される。電圧比較器１３９，１３ａは出力１３ｄ，１３ｅを所定の電圧レベル（図１３では＋Ｖｂ，図１４では番号１４２で示す）と比較して所定の電圧レベルより低下すると，高レベルの出力を出すので電圧比較器１３９とスイッチング素子１３７，電圧比較器１３ａとスイッチング素子１３８とはそれぞれインバータを形成し，互いの入出力端をクロス結合されているのでフリップフロップを構成する。
【００６１】
今，スイッチング素子１３７はオフに変化したとすると，電流は抵抗１３５，コイル１３３を流れようとするが，コイル１３３を直ちには電流が流れず，接続点１３ｄの電位は高レベルとなる。電圧比較器１３ａの出力１３ｇは低レベルとなり，スイッチング素子１３８をオンとする。時間経過と共にコイル１３３を流れる電流が増すと，抵抗１３５での電圧降下は大となり，接続点１３ｄの電位は低下する。接続点１３ｄの電位が所定のレベルより低下した時点で電圧比較器１３ａの出力１３ｇは高レベルに転じてスイッチング素子１３８はオフに切り替わり，抵抗１３６，コイル１３４を電流が流れようとする。コイル１３４に電流は直ちに流れないので出力１３ｅは高レベルとなり，電圧比較器１３９の出力１３ｆは低レベルとなり，スイッチング素子１３７はオンとなる。時間経過と共にコイル１３４を流れる電流が増し，抵抗１３６の電位降下が大となって出力１３ｅの電位が低下し，所定のレベルより低下すると電圧比較器１３９の出力１３ｆが高レベルに転じスイッチング素子１３７をオフに転じさせて，これを繰り返す。
【００６２】
出力１３ｇの低レベルの区間Ｗ１はコイル１３３，抵抗１３５により，高レベルの区間Ｗ２はコイル１３４，抵抗１３６によるのでこれらの区間を微小時間間隔で計数識別することによりＷ１から回転軸に加えられたトルクを，Ｗ２から検出部の温度情報とを得ることが出来る。
【００６３】
図１５は，マイクロコンピュータ１３ｂによってコイル１３３，１３４のインダクタンスを検出してトルクを検知するプログラム例をフローチャートで示した例である。
【００６４】
［１．］，［２．］のステップにおいて，出力１３ｇをマイクロコンピュータ１３ｂに入力し，内部カウンターを用いてＷ１，Ｗ２それぞれのパルス幅を計数識別してディジタル化する。市販のマイクロコンピュータでは１０ＭＨｚ以上のクロックで容易に計数出来るので発振回路での発振周波数を数ｋＨｚ程度として十分な精度が得られる。
【００６５】
［３．］でパルス幅Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ前回の値と比較検証し，それらの差が予め定めた所定の値以上で有れば異常として［６．］で処理し，所定の値以下で有れば正常として［４．］のステップに進む。
【００６６】
［４．］ではドリルに加えられたディジタルトルク量をＳＸ＝Ｗ１として設定し，［５．］で検出部の温度情報であるパルス幅Ｗ２とメモリ１３ｃ内の二次元テーブルとからＳＸに対応するトルク情報ＴＸを補間，算出する。
【００６７】
［６．］はパルス幅Ｗ１，Ｗ２等の異常処理ルーチンであり，Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ過去の履歴と比較検証して過去の変動履歴から異常状態の頻度，連続性等を調べて偶発的な誤りか，固定的な誤りかを判断する。誤りが確率的であり，頻度も少なければ偶発性と判断して［１．］に進んで計測を繰り返す。誤りの頻度が高く，連続性が高いと判断すれば固定障害と見なして［７．］で上位システムに警告し，計測作業を停止する。
【００６８】
図１５に示したフローチャートにおいて，［２．］，［３．］，［５．］のステップには検出部の温度変動を知るためのステップが含まれている。検出部の温度変動は一般に時定数をもって緩やかに変動するので予め定めた一定時間毎，或いは一定測定回数毎にこれらのステップは実施するとしてもよい。
【００６９】
図１６はただひとつのコイルで構成したトルクセンサを第四の実施例としてその検出部及び検出回路の概要を示す。同図に於いて，検出部は，構造例を断面図で示すようにドリルの刃部１３２の外周にコイル１３３を配置し，温度検知抵抗１６１をコイル１３３近傍に配置して構成する。図１３に示す第三の実施例に於いて，コイル１３４の替わりに温度検知抵抗１６１を配置したものでドリル周辺にスペースが不足している場合に有効である。
【００７０】
検出回路は発振回路とマイクロコンピュータ１６７とで構成される。基準抵抗１６２，検出コイル１３３，温度検知抵抗１６１はこの順で直列回路を構成し，基準コイル１６２及び温度検知抵抗１６１の一端は電源電圧＋Ｖに接続され，基準コイル１６２と検出コイル１６１の接続点にはスイッチング素子１６３，温度検知抵抗１６１と検出コイル１３３の接続点にはスイッチング素子１６４が接続されている。スイッチング素子１６３，１６４は入力が高レベルでオフに，入力が低レベルではオンとして接地電位に接続する。
【００７１】
基準抵抗１６２と検出コイル１３３の接続点はインバータ１６６に入力し，インバータ１６６の出力１６ｃはスイッチング素子１６４に入力し，温度検知抵抗１６１と検出コイル１３３との接続点はインバータ１６５に入力し，インバータ１６５の出力１６ｂはスイッチング素子１６３に入力する。またインバータ１６６の出力１６ｃはマイクロコンピュータ１６７に接続されている。番号１６８は不揮発メモリを示す。
【００７２】
検出部及び発振回路の動作は各部の波形を示す図１７を参照して説明する。インバータ１６５とスイッチング素子１６３，インバータ１６６とスイッチング素子１６４はそれぞれ反転増幅器を構成すると考えると，それぞれの入力端及び出力端はクロス結合されフリップフロップを構成する。インバータ１６５，１６６の出力信号を１６ｂ，１６ｃとしてそれぞれ図１７（ａ），（ｃ）に，スイッチング素子１６３，１６４の出力信号をそれぞれ１６９，１６ａとして図１７（ｂ），（ｄ）に示す。インバータ１６５，１６６の出力信号１６ｂ，１６ｃがそれぞれ高低のレベルにあるとスイッチング素子１６３，１６４はそれぞれオフ，オンとなり，検出コイル１３３には基準抵抗１６２を介して電流が流れようとする。検出コイル１３３に直ちに電流は流れないので出力信号１６９，１６ａは高低のレベルとなるが，時間経過と共に検出コイル１３３に基準抵抗１６２を介しての電流が増え出力信号１６９の電圧レベルは低下する。インバータ１６６が内部に有する基準レベル１７２より低下するとインバータ１６６の出力１６ｃは高レベルに転じ，スイッチング素子１６４はオフとなって出力信号１６ａは高レベルに転じるのでインバータ１６５は反転して出力信号１６ｂは低レベルとなりスイッチング素子１６３はオンとなる。
【００７３】
検出コイル１３３には温度検知抵抗１６１を介して電圧が加えられ，電流が徐々に増えると出力信号１６ａの電位が低下し，インバータ１６５が内部に有する基準レベル１７２より低下した時点で出力信号１６ｂを高レベルに転じさせ，スイッチング素子１６３をオフに，インバータ１６６を反転させて出力１６ｃを低レベルに，スイッチング素子１６４をオンとして繰り返す。
【００７４】
インバータ１６５，１６６，スイッチング素子１６３，１６４は温度検知抵抗１６１，検出コイル１３３，基準抵抗１６２と共に発振回路を構成し，出力１６ｂ，１６ｃはパルス幅Ｗ１，Ｗ２の和を周期とする。パルス幅Ｗ１は検出コイル１３３及び基準抵抗１６２によって決まり，基準抵抗１６２は検出部の温度によって変化しないとしてドリルに加えられたトルクはパルス幅Ｗ１から算出される。また，パルス幅Ｗ２は温度検知抵抗１６１，検出コイル１３３によって決まるが，パルス幅の比であるＷ１／Ｗ２は温度検知抵抗１６１，基準抵抗１６２のみによるので検出部の温度情報が得られる。予め，検出部の温度を変えてパルス幅の比Ｗ１／Ｗ２と算出トルクの補正量のデータを記憶しておけば算出トルクの温度補償を容易に行うことが出来る。
【００７５】
図１８は，マイクロコンピュータ１６７によって検出コイル１３３のインダクタンスを検出してトルクを検知するプログラム例をフローチャートで示した例である。
【００７６】
［１．］，［２．］のステップにおいて，インバータ１６６の出力信号１６ｃをマイクロコンピュータ１６７に入力し，内部カウンターを用いてＷ１，Ｗ２それぞれのパルス幅を計数識別してディジタル化する。
【００７７】
［３．］でパルス幅Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ前回の値と比較検証し，それらの差が予め定めた所定の値以上で有れば異常として［６．］で処理し，所定の値以下で有れば正常として［４．］のステップに進む。
【００７８】
［４．］ではドリルに加えられたトルクのディジタル値をＳＸ＝Ｗ１として設定し，［５．］で検出部の温度情報であるパルス幅の比（Ｗ１／Ｗ２）とメモリ１６８内の二次元テーブルとからＳＸに対応するトルク情報ＴＸを補間，算出する。
【００７９】
［６．］はパルス幅Ｗ１，Ｗ２等の異常処理ルーチンであり，Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ過去の履歴と比較検証して過去の変動履歴から異常状態の頻度，連続性等を調べて偶発的な誤りか，固定的な誤りかを判断する。誤りが確率的であり，頻度も少なければ偶発性と判断して［１．］に進んで計測を繰り返す。誤りの頻度が高く，連続性が高いと判断すれば固定障害と見なして［７．］で上位システムに警告し，計測作業を停止する。
【００８０】
図１８に示したフローチャートにおいて，［２．］，［３．］，［５．］のステップには検出部の温度変動を知るためのステップが含まれている。検出部の温度変動は一般に時定数をもって緩やかに変動するので予め定めた一定時間毎，或いは一定測定回数毎にこれらのステップは実施するとしてもよい。
【００８１】
図１６に示した検出回路では電圧比較器として内部に比較用の電位を有する論理回路用のインバータを用いて簡略に構成したが，他の実施例で示したような電圧比較器を用いても当然に構成でき，さらに検出精度を向上できる。
【００８２】
図１６から図１８までを用いて示したように本発明の第四の実施例によれば，単独の検出コイル構成でありながら，ディジタル技術を利用して基準トルク，変換ゲイン等の設定，温度補償等を特別のセンサ回路を追加することなく行って高精度のトルク検出を可能にし，しかも検出部，検出回路等での精密な調整部分は少ない特徴を有する。
【００８３】
以上に実施例を用いて本発明の原理動作等を説明した。本実施例において，トルク・磁性変換部は磁気異方性部材を使用した例及びドリルの例を挙げたが，他にも回転軸のトルクに応じて図１のように磁気抵抗を変えてコイルのインダクタンスを変える構造例は存在する。また説明を判りやすくするためにディジタル論理回路用の素子をできるだけ用いて実施例の検出回路を構成したが，スイッチング素子をトランジスタ単体，或いはインバータをトランジスタで置き換えるような変更を行っても上記実施例に相当する機能を持たせることは可能である。本発明の趣旨を変えない範囲で材料或いは回路素子の変更等が可能なことは当然であって上記の説明が本発明の範囲を限定するわけではない。
【００８４】
【発明の効果】
以上の実施例で説明したように本発明のトルクセンサによれば，インダクタンス検出回路の基本を抵抗とコイルの二組の組み合わせの時定数にそれぞれ比例した二つのパルスを発生する手段とし，パルス幅の識別によりディジタル化が容易であり，且つトルク量と検出部温度情報とが同時に得られる利点を利用して出力の直線性改善，検出部の温度補償等を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁路制御のトルクセンサの検出部構成例を示す。
【図２】磁歪式トルクセンサの検出部構成例を示す。
【図３】第一の実施例を示す。
【図４】図１の検出回路各部の波形を示す。
【図５】初期設定システムの構成を示す。
【図６】図５の初期設定システム説明の概略フローを示す。
【図７】用語の説明
【図８】二次元テーブルの例を示す。
【図９】第一の実施例のプログラムフローを示す。
【図１０】第二の実施例を示す。
【図１１】図１０の検出回路各部の波形を示す。
【図１２】第二の実施例のプログラムフローを示す。
【図１３】第三の実施例を示す。
【図１４】図１３の検出回路各部の波形を示す。
【図１５】第三の実施例のプログラムフローを示す。
【図１６】第四の実施例を示す。
【図１７】図１６の検出回路各部の波形を示す。
【図１８】第四の実施例のプログラムフローを示す。
【図１９】従来提案されたマルチバイブレータによる検出回路例を示す。
【図２０】従来提案されたブリッジ方式の検出回路例を示す。
【符号の説明】
１０・・・回転軸，　　　　　　　　　１１・・・磁性体，
１１ａ・・・磁性体の凸部，　　　　　１１ｂ・・・磁性体の凹部，
１２・・・導体の円筒，　　　　　　　１２ａ，１２ｂ・・窓部，
１３，１４・・コイル，
２１・・・回転軸，　　　　　　　　　２２，２３・・磁気異方性部材，
２４，２５・・コイル，　　　　　　　２６・・・検出回路，
３１・・・抵抗，　　　　　　　　　　　３２・・・電圧比較器，
３３・・・所定の電圧レベル設定回路，
３４・・・フリップフロップ，　　　　　３５，３６・・スイッチング素子，
３７・・・マイクロコンピュータ，　　　　３８・・・不揮発メモリ，
３９，３ａ・・フリップフロップ３４の出力，
３ｂ・・・抵抗３１とコイル２４，２５との接続点の電位，
３ｃ・・・電圧比較器３２の出力，　　　３ｄ・・・発振回路部，
４１・・・時間，　　　　　　　　　　　４２・・・所定の電圧レベル，
５１・・・初期設定制御部，　　　　　　５２・・・検出回路部，
５３・・・アクチュエータ，　　　　　　５４・・・回転方向，
１０１，１０２・・抵抗，　　　　　　１０３，１０４・・スイッチング素子，
１０５，１０６・・ナンド素子，　　　１０７，１０８・・電圧比較器，
１０９・・・ナンド素子，　　　　　　　１０ａ・・・マイクロコンピュータ，
１０ｂ・・・不揮発メモリ，　　　　　　１０ｃ・・・マイクロコンピュータ１０ａの出力，
１０ｄ・・・ナンド素子１０５の出力，　１０ｅ・・・ナンド素子１０６の出力，
１０ｆ・・・スイッチング素子１０３の出力
１０ｇ・・・スイッチング素子１０４の出力，
１０ｈ・・・ナンド素子１０９の出力，
１１１・・・時間，　　　　　　　　　　１１２・・・所定の電圧レベル，
１３１・・・ドリルの平坦部，　　　　　１３２・・・ドリルの刃部，
１３３・・・検出コイル，　　　　　　　１３４・・・参照コイル，
１３５，１３６・・抵抗，　　　　　　１３７，１３８・・スイッチング素子，
１３９，１３ａ・・電圧比較器，　　　１３ｂ・・・マイクロコンピュータ，
１３ｃ・・・不揮発メモリ，
１３ｄ，１３ｅ・・スイッチング素子１３７，１３８の出力
１３ｆ，１３ｇ・・・電圧比較器１３９，１３ａの出力，
１４１・・・時間，　　　　　　　　　　１４２・・・所定のレベル，
１６１・・・温度検知抵抗，　　　　　　１６２・・・基準抵抗，
１６３，１６４・・スイッチング素子，　１６５，１６６・・インバータ，
１６７・・・マイクロコンピュータ，　　１６８・・・不揮発メモリ，
１６９，１６ａ・・・スイッチング素子１６３，１６４の出力信号，
１６ｂ，１６ｃ・・インバータ１６５，１６６の出力信号，
１７１・・・時間，　　　　　　　　　　１７２・・・所定のレベル，
１９１・・・マルチバイブレータ，　１９２・・・波形整形回路，
１９３・・・積分回路，　　　　　　１９４，１９５・・トランジスタ，
１９６・・・抵抗，　　　　　　　　１９７・・・コンデンサ，
１９８・・・抵抗，　　　　　　　　１９９・・・コンデンサ，
２０１，２０２・・抵抗，　　　　　２０３・・・高周波発振器，
２０４，２０５・・整流・平滑回路，
２０６・・・差動増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004020199.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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