CN102395867B

CN102395867B - 扭矩传感器

Info

Publication number: CN102395867B
Application number: CN201080017115.1A
Authority: CN
Inventors: 后藤忠敏; 汤浅康弘; 坂本宏; 后藤太辅
Original assignee: Amiteq Co Ltd
Current assignee: Amiteq Co Ltd
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: JPWO2010119958A1; EP2420810A4; EP2420810B1; US8677835B2; CN102395867A; EP2420810A1; WO2010119958A9; JP5398713B2; US20120031202A1; WO2010119958A1

Abstract

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。

Description

扭矩传感器

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。

本发明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，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。

根据本发明，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。在本发明中，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，本发明的特征在于，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，根据本发明，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。

根据本发明的优选实施例，也可以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，构成为，将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壳体侧传送，将在该壳体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，作为该壳体侧收容的针对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侧传送。

由此，通过在收容上述传感器部的壳体内，收容包含上述温度特性补偿电阻元件、上述线圈驱动电路、上述偏移电压生成电路、以及上述差动放大电路的第1电路部，从而如上述所示，可以配置为能够从传感器部侧利用1根输出线传送扭矩检测信息和所需的所有故障信息，此时，具有下述优异的效果，即，对于传感器部侧的第1电路部，不需要额外的电源供给线。即，由于在由1根励磁用交流信号供给线供给的励磁用交流信号中，加上电源用的直流电压，所以在传感器部侧的第1电路部中，可以取出该励磁用交流信号中包含的上述规定的直流电压，作为该壳体侧收容的针对各电路的直流电源而使用。因此，根据本实施方式，不需要额外的直流电源供给线，可以将第1电路部和第2电路部之间的传送线简化。

作为其他实施方式，也可以构成为，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提取在所述偏移电压上附加上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。由此，也可以诊断检测输出线的连接器接触不良等故障。

作为优选实施方式，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，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。由此，可以提供一种传感器部，其可以针对相对旋转位置(扭矩)，生成具有彼此相反特性的2种检测信号，作为汽车的动力转向轴的扭矩传感器而具有安全对策上所必需的冗余性(redundancy)。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的扭矩传感器的一个实施例的电路图。

图2是表示图1中的传感器部的机构的一个例子的局部剖面侧视图。

图3是用于说明扭矩检测处理以及故障诊断处理的动作例的时序图。

图4是表示图1中的微型计算机所执行的扭矩检测处理的一个例子的流程图。

图5是表示第1(主)及第2(副)扭矩检测数据的值和检测扭矩(相对旋转位置)之间的相关关系的一个例子的曲线图。

图6是表示图1中的微型计算机所执行的偏移电压提取部处理的一个例子的流程图。

图7是表示图1中的微型计算机所执行的故障诊断处理1的一个例子的流程图。

图8是表示图1中的微型计算机所执行的故障诊断处理2的一个例子的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明所涉及的扭矩传感器的一个实施例的电路图。扭矩传感器由下述部分构成：传感器部10；第1电路部20，其与该传感器部10接近配置；以及第2电路部30，其与上述传感器部10及第1电路部20分隔地配置。

图2是表示传感器部10的机构的一个例子的局部剖面侧视图。本实施例所涉及的扭矩传感器，对施加于汽车的转向轴的扭杆上的扭转扭矩进行检测。如公知所示，在转向轴中，输入轴(第1旋转轴)1和输出轴(第2旋转轴)2经由扭杆(未图示)连结。输入轴1以及输出轴2可以在扭杆的扭转变形所容许的限制角度范围(例如最大为+6度～-6度程度的范围)内相对旋转。传感器部10设置在扭杆的周围。传感器部10包含：第1线圈11、第2线圈12、与输入轴(第1旋转轴)1连结的第1磁响应部件3、以及与输出轴(第2旋转轴)2连结的第2磁响应部件4。第1及第2磁响应部件3、4例如由形成为圆筒形状的导电性优良且非磁性(反磁性)的材质(例如铝或铜等)构成，分别沿圆周方向隔着规定间距(角度)以2列具有多个开口窗3a、3b、4a、4b。

在图示所示的组装后的状态下，第1磁响应部件3的圆筒和第2磁响应部件4的圆筒重合，扭杆位于该圆筒的重合内侧(未图示)。第1磁响应部件3的开口窗3a的列和第2磁响应部件4的开口窗4a的列重复，在其周围配置第1线圈11。另外，第1磁响应部件3的开口窗3b的列和第2磁响应部件4的开口窗4b的列重复，在其周围配置第2线圈12。与第1磁响应部件3的圆筒和第2磁响应部件4的圆筒之间的相对旋转位置、即扭杆的扭转角相对应，各列中的开口窗3a、4a、3b、4b的重合程度变化。在开口窗3a和4a(或者3b和4b)完全没有重合的状态下，线圈11(或12)的内周全部由磁响应部件3(或4)的圆筒材质覆盖，涡电流损耗成为最大，该线圈11(或12)的电感(阻抗)成为最小。相反地，在开口窗3a和4a(或者3b和4b)完全重合的状态下，覆盖线圈11(或12)的内周的磁响应部件3(或4)的圆筒材质的面积成为最小，因此涡电流损耗成为最小，且经由该重合的开口空间而相对于内侧的扭杆(磁性体)的磁性结合成为最大，因此该线圈11(或12)的电感(阻抗)成为最大。

另一方面，以各列中的开口窗3a、4a、3b、4b的重合程度的变化彼此成为相反特性的方式，将开口窗的配置适当错开而进行设定。例如，在第1磁响应部件3中，开口窗3a的列(第1列)和开口窗3b的列(第2列)，针对开口窗的反复循环，以具有正好1/2循环的相位偏移的方式形成(配置)开口窗列。在此情况下，在第2磁响应部件4中，开口窗4a的列(第1列)和开口窗4b的列(第2列)，针对开口窗的反复循环，以正好成为相同相位的方式形成(配置)开口窗列。另外，在扭杆的扭转角为0的状态下，如图示例所示，以第1列中的开口窗3a、4a的重合程度成为正好一半，第2列中的开口窗3b、4b的重合程度也成为正好一半的方式，形成(配置)各开口窗列。如果从扭转角为0的状态向顺时针方向产生扭转角，则例如第1列中的开口窗3a、4a的重合程度增大，与其对应的第1线圈11的电感(阻抗)增加，与此相对，第2列中的开口窗3b、4b的重合程度减少，与其对应的第2线圈12的电感(阻抗)减少。另外，如果从扭转角为0的状态向逆时针方向产生扭转角，则第1列中的开口窗3a、4a的重合程度减少，与其对应的第1线圈11的电感(阻抗)减少，与此相对，第2列中的开口窗3b、4b的重合程度增加，与其对应的第2线圈12的电感(阻抗)增加。

如上述所示，在传感器部10中，构成第1及第2磁响应部件3、4且配置该第1及第2线圈11、12，以使得响应输入输出轴(第1及第2旋转轴)1、2的相对旋转位置，使该第1及第2线圈11、12产生彼此相反特性的阻抗变化。此外，这种传感器部10的结构自身在日本特开平8-114518号及其他文献中是公知的。因此，传感器部10的具体结构并不限于图示的例子，只要是可以针对应检测的扭矩(扭转角)产生相反特性的2个输出的结构，则也可以是任意的结构。

返回图1，在传感器部10内，具有与第1线圈11串联连接的第1温度特性补偿电阻元件(例如正温度特性电阻器)13、以及与第2线圈12串联连接的第2温度特性补偿电阻元件(例如正温度特性电阻器)14。在图2中，搭载有包含上述温度特性补偿电阻元件13、14的第1电路部20内的各电路的电路基板，被收容在传感器部10的壳体16内的基板收容空间15内，由合成树脂进行铸型。为了相对于连接在传感器部10和检测电路部20之间的电气配线进行拆卸，在传感器部10的壳体16上设置有连接器17。如上述所示，温度特性补偿电阻元件13、14与线圈11、12接近而配置，所以被置于与线圈11、12相同温度的环境中，对于补偿线圈11、12的温度漂移特性这一点有利。作为温度特性补偿电阻元件13、14，优选使用具有与由线圈11、12的温度漂移引起的阻抗变化特性相同的温度漂移特性的电阻元件。

在图1中，第1电路部20作为与第1线圈11对应的电路，包含：上述温度特性补偿电阻元件13；线圈驱动电路21，其将以规定的直流电压偏压后的励磁用交流信号向该线圈11施加；直流辨别电路22，其提取该线圈11的输出中包含的直流电压成分；整流电路23，其提取相当于励磁用交流信号的峰值振幅值的直流电压；加法电路24，其将直流辨别电路22和整流电路23的输出相加，生成偏移电压OF1；基准信号生成电路25，其生成使从线圈驱动电路21输出的励磁用交流信号的相位与线圈输出的相位一致的基准交流电压成分；差动放大电路26，其求出该线圈11的输出中包含的输出交流电压成分和从基准信号生成电路25输出的基准交流电压成分之间的差，产生以上述偏移电压OF1对所求出的差信号进行偏移后的输出；以及电源辨别电路27。

并且，在第1电路部20中，与对应于第1线圈11的上述电路完全相同地，作为与第2线圈12对应的电路，包含：上述温度特性补偿电阻元件14；线圈驱动电路21a，将以规定的直流电压偏压后的励磁用交流信号向该线圈12施加；直流辨别电路22a，其提取该线圈12的输出中包含的直流电压成分；整流电路23a，其提取相当于励磁用交流信号的峰值振幅值的直流电压；加法电路24a，其将直流辨别电路22a和整流电路23a的输出相加，生成偏移电压OF2；基准信号生成电路25a，其生成使从线圈驱动电路21a输出的励磁用交流信号的相位与线圈输出的相位一致的基准交流电压成分；差动放大电路26a，其求出该线圈12的输出中包含的输出交流电压成分和从基准信号生成电路25a输出的基准交流电压成分之间的差，产生以上述偏移电压OF2对所求出的差信号进行偏移后的输出；以及电源辨别电路27a。

连接在壳体16侧(传感器部10以及第1电路部20侧)和第2电路部30之间的传送线(电气配线)，由线圈励磁用交流信号供给线18a、第1线圈的检测输出线18b、接地线18c、第2线圈的检测输出线18d构成。与第1线圈11对应的差动放大电路26的输出被向检测输出线18b输出，与第2线圈12对应的差动放大电路26a的输出被向检测输出线18d输出。

第2电路部30包含：微型计算机31，其相当于汽车的ECU(电子控制装置)，搭载在ECU的印刷电路基板上；以及周边电路元件。微型计算机31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A。作为一个例子，使用微型计算机31所具有的时钟产生功能，作为信号波形A而产生与用于对传感器部10的线圈11、12进行励磁的交流信号的期望频率相等的时钟信号(例如占空比50％)，并从输出端口输出。交流信号生成电路32基于由微型计算机31产生的交流频率的信号波形A，生成加上规定的直流电压RefV(作为一个例子为DC6.5V)后的模拟励磁用交流信号B。交流信号生成电路32例如可以由将矩形波变换为三角波的简单模拟电路和电压加法电路构成。此外，由微型计算机31产生的交流频率的信号波形A并不限于矩形时钟信号，也可以是比较准确的数字正弦波。在此情况下，交流信号生成电路32可以包含D-A变换电路，或者也可以将D-A变换后的正弦波信号波形A从微型计算机31输出。

此外，微型计算机31并不限于使用搭载于汽车的ECU内的已有的微型计算机的方式，也可以准备用于本发明所涉及的扭矩传感器的专用计算机。当然，也可以取代微型计算机31，使用实现与为了实施本发明所需的控制·运算性能相同的功能而构成的专用数字电路(包含时钟产生器、逻辑电路、计算电路、存储器等的分运电路或者IC或者DSP等)。将微型计算机以及专用数字电路总称为数字处理装置。

由交流信号生成电路32生成的励磁用交流信号经由励磁用交流信号供给线18a向传感器部10以及第1电路部20侧传送，将在该第1电路部20侧接收到的励磁用交流信号B向线圈驱动电路21及21a供给，并且向电源辨别电路27及27a供给。电源辨别电路27及27a取出经由励磁用交流信号供给线18a供给的励磁用交流信号中包含的上述规定的直流电压RefV，并作为其直流电源Vcc1及Vcc2而向该第1电路部20内的各电路供给。由此，不需要额外的直流电源供给线，使第1电路部20和第2电路部30之间的传送线简化。线圈驱动电路21及21a将以规定的直流电压RefV偏压后的励磁用交流信号B，向各线圈11、12施加。此外，并不限于此，线圈驱动电路21及21a也可以从加上电源用的直流电压RefV的励磁用交流信号B中暂时去除直流电压RefV，生成以其他规定的直流电压(例如比直流电压RefV低的2V左右的直流电压)偏压后的励磁用交流信号，并将其向各线圈11、12施加。

在将第1线圈11和温度特性补偿电阻元件13的连接点的电压作为第1线圈11的输出交流电压而取出，经由电容器去除直流成分后，向第1差动放大电路26输入。相同地，在将第2线圈12和温度特性补偿电阻元件14的连接点的电压作为第2线圈12的输出交流电压而取出，经由电容器去除直流成分后，向第2差动放大电路26a输入。由于各线圈11、12的输出交流电压由各线圈11、12的阻抗和温度特性补偿电阻元件13、14的阻抗的分压比表示，所以由温度漂移引起的阻抗变化量相抵消·去除或者减少，可以进行温度漂移补偿。

另外，从第1线圈11和温度特性补偿电阻元件13的连接点取出的第1线圈11的输出交流电压，向第1直流辨别电路22输入，提取该线圈11的输出中包含的直流电压成分。相同地，从第2线圈12和温度特性补偿电阻元件14的连接点取出的第2线圈12的输出交流电压，向第2直流辨别电路22a输入，提取该线圈12的输出中包含的直流电压成分。对于这里提取的直流电压成分，只要线圈11或12没有断线、半断线等故障，则成为与所施加偏压的规定直流电压对应的电压，不产生变化，但在发生了断线、半断线等故障的情况下，成为具有与该故障对应地变化后的电平的电压。即，包含与针对线圈11或12的断线、半断线等相关的故障信息。

另一方面，整流电路23仅对励磁用交流信号的交流成分进行整流，提取相当于该励磁用交流信号的峰值振幅值的直流电压。整流电路23a也相同。对于这里提取的直流电压，只要励磁用交流信号没有异常，则维持规定电平，但如果存在励磁用交流信号供给线18a的连接器松脱或接触不良、断线、半断线等某些异常，则成为具有与该异常对应地变化后的电平的电压。即，包含与励磁用交流信号的供给系统相关的故障信息。

加法电路24将直流辨别电路22和整流电路23的输出相加，生成偏移电压OF1。由此，偏移电压OF1包含与针对线圈11的断线、半断线等相关的故障信息和与励磁用交流信号的供给系统相关的故障信息这两者。加法电路24a也相同地，将直流辨别电路22a和整流电路23a的输出相加，生成偏移电压OF2，由此，偏移电压OF2包含与针对线圈12的断线、半断线等相关的故障信息和与励磁用交流信号的供给系统相关的故障信息这两者。上述直流辨别电路22、22a、整流电路23、23a、加法电路24、24a与偏移电压生成电路相对应。

在利用差动放大电路26、26a求出各线圈11、12的输出交流电压和基于线圈励磁用交流信号的基准交流电压之间的差之前，在基准信号生成电路25、25a中，进行用于使基于线圈励磁用交流信号的基准交流电压的相位与线圈输出交流电压的相位一致的相位变换。其原因是，由于线圈11、12的电感而在线圈输出交流电压中相对于励磁用交流信号产生规定的相位延迟，因此，与该规定相位延迟相对应地，利用基准信号生成电路25、25a使励磁用交流信号的相位延迟，从而使两者的相位一致，在此基础上利用差动放大电路26、26a求出差信号。此外，从基准信号生成电路25、25a向差动放大电路26、26a输入的基准交流电压也是去除直流成分后的电压。

在第1差动放大电路26中，求出第1线圈11的输出交流电压和基于线圈励磁用交流信号的基准交流电压之间的差信号。如上述所示进行差动放大运算的原因是，可以从输出交流电压中提取由检测扭矩引起的成分，较大地得到扭矩检测的动态范围(提高灵敏度)。并且，在第1差动放大电路26中，将上述偏移电压OF1与上述差信号相加，将该差信号利用偏移电压OF1向正侧偏移。即，从第1差动放大电路26输出的差信号通过偏移电压OF1的相加(偏移)而成为仅在正电压的区域振动的信号，且包含该偏移电压OF1所具有的上述故障信息。由此，在由1根输出线18b传送的差信号中，可以包含扭矩检测信息和故障信息。另外，在后段进行扭矩检测值的采样时，可以仅以正的值得到扭矩检测值的采样值。

相同地，在第2差动放大电路26a中，也求出第2线圈12的输出交流电压和基于线圈励磁用交流信号的基准交流电压之间的差信号，且将偏移电压OF2与上述差信号相加，在由1根输出线18d传送的差信号中，包含扭矩检测信息和故障信息。

从第1及第2差动放大电路26、26a输出的差信号，分别经由检测输出线18b、18d向第2电路部30传送。在第2电路部30侧，设置有用于对来自检测输出线18b、18d的差信号分别进行接收的下拉电阻33、33a。与第1线圈11对应的检测输出线18b的信号，经由下拉电阻33向噪声过滤器34输入，噪声过滤器34的输出向微型计算机31的A/D端口(模拟/数字变换输入端口)#1输入，并且，经由直流去除用的电容器35向比较器36输入。相同地，与第2线圈12对应的检测输出线18d的信号，也经由下拉电阻33a向噪声过滤器34a输入，噪声过滤器34a的输出向微型计算机31的A/D端口(模拟/数字变换输入端口)#2输入，并且经由直流去除用的电容器35a向比较器36a输入。

下拉电阻33、33a用于在检测输出线18b、18d的路径上产生连接器接触不良等问题的情况下，将基于由此产生的电阻变化的直流电压成分包含在该差信号中。由此，可以将检测信号传送线所涉及的故障信息也包含在上述差信号中。

噪声过滤器34、34a用于将在检测输出线18b、18d的传送过程中混入差信号中的噪声成分去除。比较器36、36a对从各差动放大电路26、26a输出的差信号进行波形整形，生成表示各线圈11、12的检测输出交流电压的相位的矩形波信号。各比较器36、36a的输出向微型计算机31的定时器捕获输入#1、#2输入。比较器36、36a用于基于检测信号中的交流相位成分中包含的故障信息，进行故障诊断。此外，在不基于检测信号中的交流相位成分中包含的故障信息而进行故障诊断的情况下，可以省略。

图3是用于说明扭矩检测处理以及故障诊断处理的动作例的时序图，横轴是时间轴。在图3中，A表示微型计算机31产生的规定的交流频率的信号波形(时钟信号)A，B表示与该信号波形A相对应而由交流信号生成电路32产生的励磁用交流信号B，作为一个例子由三角波构成，加上规定的直流电压RefV。

CKs表示微型计算机31内产生的采样时钟，与时钟信号A相同周期，在从时钟信号A启动时开始经过时间Ts时产生。在图中，时间Tg表示励磁用交流信号B的三角波中的从最小值至最大值为止的时间，通常是时钟信号A的半周期的时间。另外，采样时钟CKm与时钟信号A相同周期，从采样时钟CKs的产生定时至时间Tg后产生。即，采样时钟CKs和CKm是具有半周期的相位偏移的2相时钟。

在图3中，C表示从第1差动放大电路26经过检测输出线18b向微型计算机31的A/D端口#1输入的差信号C的一个例子(或者从第2差动放大电路26a经过检测输出线18d向微型计算机31的A/D端口#2输入的差信号D的一个例子)。此外，采样时钟CKs并不限于与时钟信号A相同周期，可以是时钟信号A的2倍周期等，总之只要是整数倍的周期即可。

概括地说，为了对与检测出的扭矩对应的线圈11、12的阻抗进行检测，而检测该输出交流电压的峰值电平。另一方面，在特定的相位定时进行采样的情况下，即使不在峰值的定时进行采样也可以进行阻抗检测，总之只要可以始终在相同的相位定时进行采样即可。例如，采样时钟CKs设定采样定时，以与线圈11、12的输出交流电压的峰值的附近对应而对上述差信号进行采样。即，时间Ts设定为，在从时钟信号A的启动时至达到励磁用交流信号B的峰值为止的时间Tg中，加上考虑了检测输出交流电压C、D相对于励磁用交流信号B的相位延迟的时间Td后得到的时间。

采样时钟CKs在检测输出交流电压C、D的正峰值的附近产生，用于对该检测输出交流电压C、D的正(上)峰值的附近的值进行采样。采样时钟CKm在上述检测输出交流电压C、D的负峰值的附近产生，用于对该检测输出交流电压C、D的负(下)峰值的附近的值进行采样。

图4表示微型计算机31执行的扭矩检测处理的一个例子。在步骤S1中，对是否为上采样时钟CKs的产生定时进行判定。如果是上采样时钟CKs的定时，则在步骤S2中，对来自A/D端口#1、#2的上述差信号C、D的数字数据进行采样，将采样后的各数据作为上峰值的保存值U1、U2而保存在规定的寄存器内。然后，在步骤S3中，对是否为下采样时钟CKm的产生定时进行判定。如果是下采样时钟CKm的定时，则在步骤S4中，对来自A/D端口#1、#2的上述差信号C、D的数字数据进行采样，将采样后的各数据作为下峰值的保存值D1、D2而保存在规定的寄存器内。在步骤S5中，分别对与第1线圈11相关的上峰值的保存值U1和下峰值的保存值D1的差U1-D1、以及与第2线圈12相关的上峰值的保存值U2和下峰值的保存值D2的差U2-D2进行运算，得到与第1线圈11相关的扭矩检测数据TDD1和与第2线圈12相关的扭矩检测数据TDD2。在接下来的步骤S6中，将第1(主)扭矩检测数据TDD1作为正常时的扭矩检测数据而输出。第2(副)扭矩检测数据TDD2是为了冗余性而准备的，除了在后述的故障诊断时利用，还可以在第1线圈11的检测系统中检测到异常的情况下，作为代替性的扭矩检测数据而利用。此外，在差信号C或D中包含有作为故障信息的偏移电压OF1或OF2，但如上述所示，通过对上峰值和下峰值的差进行运算，从而得到扭矩检测数据TDD1或TDD2，因此，偏移电压OF1或OF2自动地相抵消。

例如，在图3所示的C的例子中，采样时钟CKs的产生定时的差信号C的数字值为L1，将该值L1作为上峰值的保存值U1而保存在寄存器内。另外，采样时钟CKm的产生定时的差信号C的数字值为L2，将该值L2作为下峰值的保存值D1而保存在寄存器内。另外，上峰值的保存值U1和下峰值的保存值D1的差U1-D1为“L1-L2”，将其作为第1扭矩检测数据TDD1而保存，并输出。

例如，第1扭矩检测数据TDD1的可得到的最小值，为上峰值的保存值U1的可得到的最小值(例如大致OF1)和下峰值的保存值D1的可得到的最大值(例如大致OF1)之间的差，因此为大致0(例如U1-D1=大致OF1-大致OF1=0)，另一方面，扭矩检测数据TDD1的可得到的最大值，为U1的可得到的最大值和D1的可得到的最小值之间的差，因此，接近差D的可得到的规定的最大值。因此，可以理解为动态范围扩大了。对于第2扭矩检测数据TDD2也相同。因此，可以以高灵敏度进行扭矩检测。

图5是表示第1(主)及第2(副)扭矩检测数据TDD1、TDD2的值和检测扭矩(相对旋转位置)之间的相关关系的一个例子的曲线图。如上述所示，第1(主)扭矩检测数据TDD1的函数和第2(副)扭矩检测数据TDD2的函数，相对于检测扭矩(相对旋转位置)表示出相反特性，如果为正常，则将两者相加后的值TC始终为大致一定值。此外，在横轴上，“0”的位置表示扭矩为0的位置，其右侧的以“+”标记的区域表示例如与顺时针方向的扭转相对应的区域，左侧的以“-”标记的区域表示例如与逆时针方向的扭转相对应的区域。在图5中，对于扭矩检测数据TDD1、TDD2的值和检测扭矩(相对旋转位置)之间的相关关系，示出了直线特性，但并不限于此，也可以是非直线特性。

图6表示微型计算机31执行的偏移电压提取部处理的一个例子。在步骤S7中，使用上述步骤S2及S4中保存的数据，按照用于提取相当于交流成分的振动中心的电压的式子

OF1={(U1-D1)/2}+D1，

提取与第1线圈11关联的偏移电压OF1。即，通过从第1线圈11的检测数据(差信号C)的上峰值保存值U1中减去下峰值的保存值D1，将其除以2，并加上D1，从而提取偏移电压OF1。在步骤S8中，相同地，按照式子

OF2={(U2-D2)/2}+D2，

提取与第2线圈12关联的偏移电压OF2。

图7是表示微型计算机31所执行的故障诊断处理1的一个例子的图，基于上述提取出的偏移电压OF1、OF2，进行故障诊断。在检测用线圈11、12的电路系统的某个部位处产生了异常的情况下，例如，在产生了线圈内的断线、半断线(断裂)、或者短路等的情况下，或者产生了线圈连接端子部分处的接触不良、连接松脱、连接器异常、连接电缆异常等的情况下等，各线圈11、12的检测输出中的直流成分会产生异常。如上述所示，为了易于对这种各线圈11、12的检测输出中的直流成分的异常进行检测，而将偏移电压OF1、OF2包含在检测信号(差信号C、D)中，其在图6的步骤中被提取。因此，基于提取出的偏移电压OF1、OF2，可以容易地进行上述异常检测。

在步骤S11中，对从第1(主)线圈11的检测输出中提取出的偏移电压OF1是否大于规定的上限值OFmax进行判定。在步骤S12中，对偏移电压OF1是否小于规定的下限值OFmin进行判定。如果偏移电压OF1落在规定的上限值OFmax和下限值OFmin的范围内，则表示主线圈11的检测输出中包含的直流成分没有异常。在此情况下，经过步骤S11的否、S12的否而进入步骤S13。在偏移电压OF1没有落在规定的上限值OFmax和下限值OFmin的范围内的情况下，步骤S11或S12成为是，表示主线圈11的检测输出中包含的直流成分为异常。在此情况下进入步骤S15。在步骤S13～S16中，针对第2(副)线圈12诊断故障。

在步骤S13及S15中，对从第2(副)线圈12的检测输出中提取出的偏移电压OF2是否大于规定的上限值OFmax进行判定。在步骤S14及S16中，对偏移电压OF2是否小于规定的下限值OFmin进行判定。如果偏移电压OF2落在规定的上限值Ofmax和下限值Ofmin的范围内，则表示副线圈12的检测输出中包含的直流成分没有异常。如果步骤S13和S14均为否，则表示主线圈11和副线圈12均正常。在此情况下，在步骤S17中进行两个线圈11、12为正常的判定，在步骤S18中指示使用从主线圈11得到的扭矩检测数据TDD1。

另一方面，如果步骤S15和S16均为否，则表示主线圈11为异常，但副线圈12为正常。在此情况下，在步骤S19中进行主线圈11为异常的判定，并输出这一情况的警报信号。然后，指示作为扭矩检测数据，取而代之使用从副线圈12得到的第2扭矩检测数据TDD2(步骤S20)。此外，在此情况下，将第2扭矩检测数据TDD2变换为相反特性，从而变换为与原本的扭矩检测数据TDD1相同的特性而供利用即可。

在从副线圈12的检测输出提取出的偏移电压OF2没有落在规定的上限值Ofmax和下限值Ofmin的范围内的情况下，步骤S13或S14成为是，或者步骤S15或S16成为是，表示副线圈12的检测输出中包含的直流成分为异常。在步骤S13或S14为是的情况下，在步骤S21中进行副线圈12为异常的判定，并输出这一情况的警报信号。然后，在步骤S18中指示使用从主线圈11得到的扭矩检测数据TDD1。在步骤S15或S16为是的情况下，在步骤S22中进行两个线圈11、12为异常的判定，并输出紧急异常信号。

此外，在仅由第1(主)线圈11构成本发明所涉及的扭矩传感器的线圈结构的情况下，图7所示的故障诊断处理1仅由步骤S11、S12构成，基于从第1(主)线圈11的检测输出中提取出的偏移电压OF1，进行故障诊断即可。

图8是表示微型计算机31执行的故障诊断处理2的一个例子的图，除了基于上述提取出的偏移电压OF1、OF2的故障诊断功能之外，还附加了基于检测输出中的相位成分而进行故障诊断的功能。在检测用线圈11、12的电路系统中的某个部位处产生了异常的情况下，例如，在产生了线圈内的断线、半断线(断裂)或者短路等的情况下，或者在作为检测目标的磁响应部件3、4中产生了某种异常的情况下等，各线圈11、12的检测输出交流电压C、D的电气相位与正常时相比，会产生提前或延迟。在图8中基于负载的相位成分的故障诊断处理中，进行基于这种交流相位成分的故障诊断。

在图1中，在比较器36、36a中，将各线圈11、12的检测输出交流电压(差信号C、E的交流成分)和接地电压进行比较，与检测输出交流电压(差信号C、E的交流成分)的正电压区域相对应而输出1的矩形波信号E、F，与负电压区域相对应而输出0的矩形波信号E、F。该矩形波信号E、F的上升沿或者下降沿的定时，表示各线圈11、12的检测输出交流电压(差信号C、E的交流成分)的电气相位。从比较器36、36a输出的矩形波信号E、F，向微型计算机31的定时器捕获输入#1、#2输入。在微型计算机21中，将向定时器捕获输入#1、#2输入的矩形波信号E、F的上升沿的定时，以相距时钟信号A的上升时的经过时间PT进行采样，将采样后的时间数据作为相位检测数据而保存(参照图3)。例如，以PT1表示第1线圈11的检测输出交流电压(差信号C的交流成分)的相位检测数据，以PT2表示第2线圈12的检测输出交流电压(差信号E的交流成分)的相位检测数据。

在图8中，步骤S11～S22与图7中的相同编号的处理步骤S相同，基于直流成分进行故障诊断。为了基于交流相位成分进行故障诊断，而追加了步骤S23～S31。下面，说明用于基于交流相位成分进行故障诊断的步骤S23～S31。

在步骤S23中，对第1线圈11的检测输出交流电压(差信号C的交流成分)的相位检测数据PT1是否大于规定的上限值PTmax进行判定。在步骤S24中，对该相位检测数据PT1是否小于规定的下限值Ptmin进行判定。如果该相位检测数据PT1落在规定的基准范围(上限值Ptmax和下限值PTmin之间的范围)内，则表示第1线圈11的检测输出交流电压的电气相位正常。在此情况下，步骤S23、S24均为否，进入步骤S25、S26的处理，对于另一个线圈12的检测输出交流电压(差信号D的交流成分)的相位检测数据PT2，进行相同的判定。如果第2线圈12的相位检测数据PT2没有落在规定的上限值PTmax和下限值Ptmin的范围内，则步骤S25、S26的某一个成为是，进入步骤S29、S30的处理。在此情况下，表示第1线圈11的检测输出交流电压的电气相位为正常，但第2线圈12的检测输出交流电压的电气相位为异常。步骤S29、S30是与上述步骤S11、S12相同的判定处理，对从第1线圈11的检测输出中提取的偏移电压OF1是否落在规定的正常值的范围内进行判定。如果从第1线圈11的检测输出中提取的偏移电压OF1落在规定的正常值的范围内，则步骤S30为否，进入步骤S21，并输出表示在第2线圈12中存在异常的警报信号。另一方面，如果偏移电压OF1没有落在规定的正常值的范围内，则步骤S29或S30成为是，进入步骤S31，进行两个线圈11、12为异常的判定，输出紧急异常信号。

另一方面，在第1线圈11的检测输出交流电压的电气相位没有落在正常值的范围内的情况下，步骤S23或S24成为是，进入步骤S27、S28的处理，对于另一个线圈12的检测输出交流电压(差信号D的交流成分)的相位检测数据PT2，进行相同的判定。如果第2线圈12的相位检测数据PT2没有落在规定的上限值Ptmax和下限值Ptmin的范围内，则步骤S27、S28中的某一个成为是，进入步骤S22。在此情况下，诊断为第1线圈11的检测输出交流电压的电气相位和第2线圈12的检测输出交流电压的电气相位这两者存在异常，因此在步骤S22中，进行两个线圈11、12为异常的判定，输出紧急异常信号。

在第2线圈12的相位检测数据PT2落在规定的上限值PTmax和下限值PTmin的范围内的情况下，从步骤S28的否进入步骤S15。在步骤S15、S16中，如上述所示，对第2线圈12的偏移电压OF2是否落在规定值的范围内进行判定。根据该判定结果，在步骤S19中输出表示主线圈1的异常的警报，或者在步骤S22中输出表示两个线圈11、12为异常的紧急异常信号。

此外，在仅由第1(主)线圈11构成本发明所涉及的扭矩传感器的线圈结构的情况下，图8所示的故障诊断处理2仅由步骤S23、S24和步骤S11、S12构成，基于第1(主)线圈11的检测输出的相位成分进行故障诊断(S23、S24)、以及基于从第1(主)线圈11的检测输出提取出的偏移电压OF1进行故障诊断(S11、S12)即可。

Claims

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；

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，其中，所述差信号是从所述差动放大电路输出的；

偏移电压提取部，其将相当于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，其中，所述差信号是从所述差动放大电路输出的；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，其对差信号进行波形整形，其中，所述差信号是从所述差动放大电路输出的；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在内的第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在内的第2电路部，经由传送线与所述壳体这一侧连接，

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电路部这一侧传送，在该第1电路部这一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这一侧传送。

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电路部这一侧，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、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、2、4、5、6中任一项所述的扭矩传感器，其特征在于，

还具有温度特性补偿电阻元件，其与所述线圈连接。

9.根据权利要求8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，在所述传感器部中，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，其中，所述差信号是从与所述第1线圈对应的所述差动放大电路输出的；且通过对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，其中，所述差信号是从与所述第2线圈对应的所述差动放大电路输出的，

所述偏移电压提取部，将相当于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，其中，所述差信号是从与所述第1线圈对应的所述差动放大电路输出的；且将相当于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，其中，所述差信号是从与所述第2线圈对应的所述差动放大电路输出的，

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。