[发明专利]扭矩传感器

说明书

技术领域

本公开涉及一种具有磁场生成部件和磁性传感器的磁性检测装置，尤其是涉及具有上述磁性检测装置的扭矩传感器。

背景技术

现有技术中已知一种磁性检测装置。该磁性检测装置具有磁场生成部件和磁性传感器。磁性传感器检测由相对于磁性传感器可移动地设置的磁场生成部件所生成的磁场强度。磁性传感器检测连接到磁场生成部件或者磁性传感器的检测目标的相对位移。

这种磁性检测装置例如被应用于扭矩传感器。扭矩传感器的磁性传感器设置在一对磁通收集部件之间，以便根据旋转轴的转动来检测该磁场强度的变化。扭矩传感器因此检测轴扭矩。

还已知现有技术中的另一种磁性检测装置，其中检测装置具有多个磁性传感器。在磁性传感器中的一个发生故障时，使用来自工作于正常状态下的另一个磁性传感器的检测信号。例如，正如日本专利公开第2008-232728号所公开的，扭矩传感器具有用于将来自那些磁性传感器的输出中的每一个发送到电子控制单元(electronic control unit,ECU)的三个磁性传感器。该ECU比较来自这三个磁性传感器的输出并且在来自磁性传感器的三个输出中的二个相互一致时，基于多数决定法来判定该输出为正常值。

在上述扭矩传感器中，由于具有三个磁性传感器，电路尺寸增加。

通常，一个磁性传感器具有连接有包括电源线、接地线以及信号线的束线的一个IC封装件。因此，在上述扭矩传感器中，在扭矩传感器是模拟类型时，三个束线设置在扭矩传感器和ECU之间。因此，在与扭矩传感器仅仅具有一个或者二个磁性传感器相比时，束线的空间和重量增加。

此外，尽管以上现有技术的扭矩传感器具有可以确定磁性传感器是否出现故障的优点，但是问题在于：增加了用于执行确定有故障的磁性传感器的处理的ECU的计算负载。

发明内容

鉴于以上问题，产生本公开。本公开的目的在于提供一种磁性检测装置，根据该磁性检测装置可以减少电路尺寸和束线的数量并且可以利用简单结构来确定磁性传感器的故障。

根据本公开的特征，磁性检测装置具有用于产生磁场的磁场生成部件(14)和用于检测由磁场生成部件(14)所生成的磁场的强度的磁性传感器(41、42、410、420)。磁性传感器具有第一磁性检测元件(411)、第二磁性检波元件(412)以及比较器(51)。

第一检测元件(411)检测穿过第一检测元件的磁通密度并且输出临时检测值的输出信号。第二检测元件(412)检测穿过第二检测元件的磁通密度并且输出参考值的输出信号。

比较器(51)计算作为临时检测值和参考值之间的差值的检测偏差。在检测偏差小于预定临界值(ΔEth)时，比较器(51)输出与临时检测值对应的经核定检测值的检测信号(Sc)。在检测偏差比预定临界值更大时，比较器(51)输出异常确定信号(Sf)。

根据上述特征，可以通过比较器确定在磁性检测装置的内部磁性传感器是否发生故障。当磁性传感器在正常状态下工作时，磁性检测装置输出经核定检测值，而在磁性传感器发生故障时，磁性检测装置输出异常确定信号。因此，连接到磁性检测装置的ECU不需要执行用于确定有故障的磁性传感器的处理。因此，降低用于ECU的计算负载。

磁性检测装置(101)优选具有多个磁性传感器(41、42)。例如，在磁性传感器中的一个发生故障时，ECU(6)采用来自另一个磁性传感器的经核定检测值的检测信号并且将它用于ECU(6)的控制处理。

在本公开中，两个束线设置在两个磁性传感器(41、42)和ECU(6)之间。因此，与具有三个磁性传感器的现有技术的扭矩传感器相比，可以减少束线的空间和重量。

本公开的磁性检测装置可以被应用于例如检测轴扭矩的扭矩传感器。扭矩传感器具有扭力杆(13)、多极磁体(14)、一对磁轭(31、32)、一对磁通收集部件(70a、70b)以及磁性传感器(41、42)。

扭力杆(13)同轴地设置在第一轴(11)和第二轴(12)之间，使得扭力杆(13)将施加在第一和第二轴(11、12)之间的扭矩变换为扭转位移。作为磁场生成部件(14)工作的多极磁体(14)连接到第一轴(11)或者扭力杆(13)的一端。该对磁轭(31、32)连接到第二轴(12)或者扭力杆(13)的另一端，并且该对磁轭(31、32)在通过多极磁体(14)所生成的磁场中形成磁路。该对磁通收集部件(70a、70b)收集来自该对磁轭(31、32)的磁通。该磁性传感器(41、42)检测磁通收集部件(70a、70b)之间的磁场强度。