[发明专利]扭矩传感器

权利要求书

1.一种扭矩传感器，其对在经由扭杆连结的第1及第2旋转轴上产生的扭矩进行检测，

其特征在于，具有：

传感器部，其包含至少1个线圈、与所述第1旋转轴连结的第1磁响应部件、与所述第2旋转轴连结的第2磁响应部件，所述第1及第2磁响应部件构成为，响应所述第1及第2旋转轴的相对旋转位置而使该线圈产生阻抗变化；

温度特性补偿电阻元件，其与所述线圈连接；

线圈驱动电路，其将以规定的直流电压偏压后的励磁用交流信号，向所述线圈施加；

偏移电压生成电路，其将所述线圈的输出中包含的直流电压成分以及相当于所述励磁用交流信号的峰值振幅值的直流电压中的至少一个，作为故障诊断用的偏移电压而生成；

差动放大电路，其求出所述线圈的输出中包含的检测输出交流电压成分和基于所述励磁用交流信号的基准交流电压成分之间的差，产生以所述偏移电压对所求出的差信号进行偏移后的输出；

扭矩检测部，其通过对从所述差动放大电路输出的差信号中的交流成分的振幅进行检测，从而将响应所述线圈的所述阻抗变化的检测数据，作为扭矩检测数据而取得；

偏移电压提取部部，其将相当于从所述差动放大电路输出的差信号中的交流成分的振动中心的电压，作为所述偏移电压而提取；以及

故障诊断部，其在所述提取出的偏移电压为规定范围内时判定为正常，在规定范围外时判定为异常。

2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，

所述偏移电压生成电路将所述线圈的输出中包含的直流电压成分和相当于所述励磁用交流信号的峰值振幅值的直流电压相加而得到的电压，作为所述偏移电压而生成。

3.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器，其中，还具有：

比较器，其对从所述差动放大电路输出的差信号进行波形整形；以及

第2故障诊断部，其基于所述比较器的输出，对所述线圈的检测输出交流电压的相位是否落在基准范围外进行判定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的扭矩传感器，其特征在于，

所述扭矩检测部以规定的时钟信号的整数倍周期生成与正振幅区域对应的第1采样定时信号和与负振幅区域对应的第2采样定时信号，

将所述差动放大电路所输出的差信号的振幅值以所述第1及第2采样定时信号分别进行采样，通过求出采样后的振幅值的差，从而取得所述扭矩检测数据。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的扭矩传感器，其特征在于，

还具有交流信号生成电路，其生成加上规定的直流电压后的励磁用交流信号，

包含所述温度特性补偿电阻元件、所述线圈驱动电路、所述偏移电压生成电路、以及所述差动放大电路的第1电路部，收容在收容有所述传感器部的壳体内，

包含所述交流信号生成电路、所述扭矩检测部、所述偏移电压提取部部的第2电路部，经由传送线与所述壳体侧连接，

所述传送线由1根励磁用交流信号供给线、1根检测输出线、1根接地线构成，

由所述交流信号生成电路生成的所述励磁用交流信号，经由所述励磁用交流信号供给线向所述第1电路部侧传送，在该第1电路部侧接收到的所述励磁用交流信号向所述线圈驱动电路供给，且取出该励磁用交流信号中包含的所述规定的直流电压，作为该第1电路部内的各电路的直流电源而供给，

将所述差动放大电路的输出经由所述检测输出线向所述扭矩检测部以及所述偏移电压提取部部侧传送。

6.根据权利要求5所述的扭矩传感器，其特征在于，

在所述第2电路部侧，设置用于对来自所述检测输出线的信号进行接收的下拉电阻，经由该下拉电阻产生基于该检测输出线不良时的电阻变化的直流电压成分，

所述偏移电压提取部部提取在所述偏移电压上附加经由所述下拉电阻产生的直流电压成分而得到的电压，

所述故障诊断部也可以对基于检测输出线不良的异常作出反应。

7.根据权利要求5或6所述的扭矩传感器，其特征在于，

所述第2电路部包含数字处理装置，

构成为所述扭矩检测部、所述偏移电压提取部部、所述故障诊断部的各功能由该数字处理装置执行，

所述数字处理装置还构成为，基于内部时钟，以数字的方式产生规定的交流频率的信号波形，

所述交流信号生成电路基于由所述数字处理装置产生的所述交流频率的信号波形，生成模拟的所述励磁用交流信号。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的扭矩传感器，其特征在于，

所述传感器部包含第1及第2线圈，构成所述第1及第2磁响应部件且配置该第1及第2线圈，以响应所述第1及第2旋转轴的相对旋转位置，使该第1及第2线圈产生彼此相反特性的阻抗变化，

与所述第1及第2线圈各自对应地，分别设置所述温度特性补偿电阻元件、所述线圈驱动电路、所述偏移电压生成电路、以及所述差动放大电路，

所述扭矩检测部通过对从与所述第1线圈对应的所述差动放大电路输出的差信号中的交流成分的振幅进行检测，从而将响应所述第1线圈的所述阻抗变化的检测数据作为第1扭矩检测数据而取得，且通过对从与所述第2线圈对应的所述差动放大电路输出的差信号中的交流成分的振幅进行检测，从而将响应所述第2线圈的所述阻抗变化的检测数据，作为第2扭矩检测数据而取得，

所述偏移电压提取部部，将相当于从与所述第1线圈对应的所述差动放大电路输出的差信号中的交流成分的振动中心的电压，作为第1偏移电压而提取，且将相当于从与所述第2线圈对应的所述差动放大电路输出的差信号中的交流成分的振动中心的电压，作为第2偏移电压而提取，

所述故障诊断部在所述第1及第2偏移电压的至少一个为规定范围外时，判定为异常，

还具有其他故障诊断部，其在所述第1及第2扭矩检测数据的相加值为规定范围内时，判定为正常，在规定范围外时判定为异常。