通过将以规定的直流电压偏压后的励磁用交流信号向线圈施加，从而将与线圈的断线、半断线等相关的故障信息，包含在线圈输出信号中的直流电压成分中。对线圈输出信号中包含的直流电压成分进行检测，作为故障诊断用的偏移电压而生成。另外，为了对励磁用交流信号的峰值电平进行检查，也可以将相当于该峰值电平的直流电压包含在偏移电压中。在用于求出线圈检测输出交流电压成分和基准交流电压成分之间的差的差动放大电路中，产生以上述偏移电压对所求出的差信号进行偏移后的输出。这样，包含作为故障信息的偏移电压的差信号，作为扭矩检测信号而经由1根输出线向扭矩测定用的电路传送。在扭矩测定用的电路中，基于传送来的差信号，生成扭矩检测数据，另一方面，提取偏移电压，用于故障诊断。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对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。
技术介绍
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
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术所涉及的扭矩传感器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。根据本专利技术，通过将以规定的直流电压偏压后的励磁用交流信号向线圈施加，从而可以从线圈输出信号中的直流电压成分中，得到与线圈的断线、半断线等故障或者异常等响应的信号。例如，如果没有线圈的断线、半断线等故障，则线圈输出信号中的直流电压成分与偏压后的规定的直流电压对应，不产生变化，但在发生了断线、半断线等故障的情况下，与此相对应地，线圈输出信号中的直流电压成分发生变化。在偏移电压生成电路中，通过将这种线圈的输出中包含的直流电压成分作为故障诊断用的偏移电压而生成，从而可以利用该偏移电压而获知线圈的断线、半断线等故障。另一方面，对励磁用交流信号的电平(峰值振幅值)的变化进行检查这一点，对于故障诊断也是重要的。因此，在偏移电压生成电路中，通过将相当于励磁用交流信号的峰值振幅值的直流电压，包含在故障诊断用的偏移电压中而生成，从而可以利用该偏移电压，获知作为励磁用交流信号的电平(峰值振幅值)变化而表露化的故障。另一方面，通过使用求出线圈的输出中包含的检测输出交流电压成分和基于励磁用交流信号的基准交流电压成分之间的差的差动放大电路，从而扩大扭矩检测信号的动态范围，这一点已经是公知的。在本专利技术中，也使用这种有利的差动放大电路而得到扭矩检测信号。在此情况下，本专利技术的特征在于，将如上述所示生成的故障诊断用的偏移电压，叠加在由差动放大电路求出的检测输出交流电压成分和基准交流电压成分之间的差信号中，即，以偏移电压对该差信号进行偏移。这样得到的差信号是1个信号，同时在交流成分的振幅电平(峰值振幅值)成分中，包含有表示作为检测对象的扭矩的信息，且在偏移电压成分中，包含有上述的故障信息。另外，如公知所示，随着故障类型的不同，有时在线圈检测输出交流电压中带来相位变化。可以说作为这种相位变化而表露化的故障信息包含在上述差信号本身中。这样，根据本专利技术，可以在从差动放大电路输出的1个差信号中，包含所有扭矩检测信息、作为直流成分变化而表露化的故障信息、作为相位成分变化而表露化的故障信息。因此，具有下述优异的效果，即，可以提供一种扭矩传感器，其可以利用1根输出线，传送扭矩检测信息和所需的所有故障信息，并由非常简化的配线结构构成，同时具有高度的故障诊断功能。并且，如上述所示，由于差动放大电路提供将动态范围扩大的扭矩检测信号，所以可以提供一种使检测精度提高的扭矩传感器。并且，由于具有与线圈连接的温度特性补偿电阻元件，所以可以生成温度漂移补偿后的线圈输出信号，由此，可以提供一种使检测精度提高的扭矩传感器。根据本专利技术的优选实施例，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：后藤忠敏，汤浅康弘，坂本宏，后藤太辅，
申请(专利权)人：株式会社阿米泰克，
类型：发明
国别省市：
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