[发明专利]扭矩传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种对2个轴之间的相对旋转位置进行检测的扭矩传感器，例如适用于作为用于对向在汽车的动力转向轴上施加的扭转负载进行检测的扭矩传感器的用途。

背景技术

已知下述扭矩传感器，其将经由扭杆连结的输入轴及输出轴上产生的扭矩，作为该输入轴及输出轴之间的扭转量(相对旋转位置)而进行检测。例如，在下述专利文献1中，将在圆周方向上以2列设置多个开口窗的铝制的圆筒体，分别安装在输入轴以及输出轴上，两个圆筒体中的2列开口窗列以彼此重合的方式配置，与各开口窗列相对应而分别配置检测线圈，利用检测线圈对与扭转量(相对旋转位置)对应的各列中的开口窗的重叠变化进行检测。但是，对于专利文献1的扭矩传感器，由于包含线圈的传感器结构部件的温度漂移特性补偿应对不充分，所以难以确保检测精度，另外，无法较大地取得检测输出信号的动态范围，并且，传感器结构部件的故障时的应对也不充分。

在下述专利文献2中，示出了通过在扭矩传感器中将温度补偿用电阻(热敏电阻等)与检测线圈串联设置，从而进行检测线圈的温度漂移特性补偿。另外，示出了下述技术：通过在使检测线圈的输出交流电压和励磁用交流电压的相位一致的基础上，利用差动放大电路求其差，在峰值位置对该差电压进行采样保持，从而得到与检测出的扭矩相对应的模拟直流电压。但是，这也无法充分且较大地取得检测输出信号的动态范围，存在极限。例如，在要通过提高差动放大电路的放大率而在表面上扩大动态范围的情况下，S/N比成为问题，因此不优选。另外，由于用于生成采样保持控制用的采样脉冲的采样脉冲产生电路构成为，对励磁用交流电压进行模拟处理，所以可能在其模拟电路部分具有温度漂移特性，对检测精度造成恶劣影响。

另一方面，在下述专利文献3～5中，示出了具有故障诊断功能的扭矩传感器。在这些现有技术中，根据检测线圈的输出交流信号的相位或者其直流成分中的任一个，对断线、半断线等故障、异常等进行检测。但是，期望利用简单的结构而具有考虑了检测线圈的输出交流信号的相位及其直流成分这两者的综合性的故障诊断功能。

但是，在现有技术中，由于各种类型的故障诊断使用不同的诊断用电路而进行，所以在极端的情况下，必须针对各个类型的故障检测信号，经由不同的配线向中央控制装置(例如汽车中的ECU)通知诊断结果，使配线数量增加。例如，在考虑了检测线圈的输出交流信号的直流成分的故障诊断中，在现有技术中，通过对输出交流信号进行低通滤波，从而将其直流电压成分取出，对取出的直流电压成分进行评价。因此，存在下述问题：作为从传感器部至中央控制装置的输出线，必须区别于输出交流信号线，而设置从低通滤波器输出的直流电压成分的传送线，使传送线的配线数量增加。

专利文献1：日本特开平8-114518号

专利文献2：日本专利第3588684号

专利文献3：日本专利第3589053号

专利文献4：日本专利第3649057号

专利文献5：日本专利第4043116号

发明内容

本发明就是鉴于上述方面而提出的，其提供一种扭矩传感器，该扭矩传感器结构简单，并且温度漂移的补偿性能优异，具有故障诊断功能。另外，提供一种可以基于交流相位成分以及直流电压成分这两方面而进行高精度的故障诊断的扭矩传感器，特别地，要提供一种可以以较少的传送线数量实现基于直流电压成分的故障诊断信息的扭矩传感器。并且，要提供一种扭矩传感器，其通过可以较大地取得检测输出信号的动态范围而构成，提高检测精度。