CN108627292A

CN108627292A - 扭矩传感器

Info

Publication number: CN108627292A
Application number: CN201810213642.8A
Authority: CN
Inventors: 吉谷拓海
Original assignee: Melexis Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Melexis Electronic Technology Co Ltd; Melexis Technologies SA
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2018-10-09
Anticipated expiration: 2038-03-15
Also published as: KR20180106891A; US20180265125A1; US10618553B2; JP2018155537A; EP3376193A1; CN108627292B; EP3376193B1; JP6430562B2

Abstract

本发明提供了一种扭矩传感器，其包括多极磁体部分，与转向轴一起旋转；磁轭部分，与通过扭杆连接至所述转向轴的柱轴一起旋转并被布置在所述多极磁体部分的场中；一组集磁板，具有一组集磁板主体以及一对集磁凸起，所述一组集磁板主体分别收集一对磁轭和磁轭部分的力线，所述一对集磁凸起从所述一组集磁板主体以所述转向轴的轴向方向分别延伸以形成间隙；以及检测单元，具有其法线在所述转向轴的径向方向上的检测表面，所述检测单元被设置以面向所述一对集磁凸起的间隙，并且检测所述间隙中的通量。

Description

扭矩传感器

技术领域

本发明涉及扭矩传感器和用于控制扭矩的方法。

背景技术

作为常规技术，提出了通过使用磁铁和磁传感器检测施加于转向轴的扭矩的扭矩传感器(例如，参考专利文献1)。

专利文献1中公开的扭矩传感器设置在与由驾驶员操作的方向盘连接的转向轴和通过扭杆与转向轴连接的柱轴之间的连接部分，并且包括连接至转向轴的圆柱形多极磁体，设置在多极磁体的磁场内并与柱轴一体旋转的一对磁轭，磁耦合到该对磁轭的一对集磁元件，和用于检测磁通密度的霍尔IC，并且当扭杆根据施加到转向轴的扭矩而扭转和变形时，多极磁铁与一对磁轭之间的相对位置发生变化使得在一对磁轭之间产生的磁通密度发生变化，通过使用以上事实，扭矩传感器借助霍尔IC在设置在该对集磁元件中的每一个中的凸起之间的布置和一对磁轭之间的磁通密度的检测来检测施加到转向轴的扭矩。检测到的扭矩的信息被发送到电子控制单元 (ECU)，并且ECU将用于控制施加到柱轴的辅助力的信号发送至与柱轴连接并辅助驾驶员转向的辅助机制。

这里，如图18、19(a)和19(b)中所示，当霍尔IC10w通过导线11w安装在基板(未示出)上时，设置在每一对集磁元件上的凸起13c和14c之间的距离Dw的最小值是霍尔IC10w的厚度(例如，1.5mm)。霍尔IC10w 的霍尔板100w被设置在集磁元件的凸起13c和14c之间，使得该对磁轭之间的磁通密度可以被更大地检测并且集磁元件的凸起13c和14c之间的距离Dw被制作得尽可能小使得待检测的磁通密度最大。

进一步，如图20和图21(a)和图21(b)中所示，当构造扭矩传感器时，存在需要将霍尔IC10x表面安装在基板11x上的情况。在这种情况下，每对集磁元件上设置的凸起13c和14c之间的距离Dx的最小值等于霍尔 IC10x的厚度(例如，1.5mm)和基板11x的厚度(例如，1.1mm)的组合厚度。由于霍尔IC10x的霍尔板100x被设置在集磁元件的凸起13c和14c之间，一对磁轭之间的磁通密度被更大地检测，但是集磁元件的凸起13c 和14c之间的距离Dx与距离Dw相比由基板11x的厚度增加，并且待检测的磁通密度减小。

作为解决上述问题的方案，提出了在基板上具有凹口的扭矩传感器(例如，专利文献2、3和4)。

如在图22、23(a)和23(b)中所示，在专利文献2、3和4中公开的扭矩传感器在基板11y上设有凹口110y，并且集磁元件的凸起14c被布置在由凹口110y形成的空间中，由此集磁元件的凸起13c和14c之间的距离Dy 的最小值被设置为霍尔IC10y的厚度(例如，1.5mm)。霍尔IC10y的霍尔板100y被设置在集磁元件的凸起13c和14c之间，其间距被缩小使得该对磁轭之间的磁通密度可以被更大地检测并且集磁元件的凸起13c和14c之间的距离Dy被制作得与距离Dw基本上相等，由此使待检测的磁通密度最大化。

如图24、25(a)和25(b)所示，当扭矩传感器被制作时，霍尔IC10z被表面安装到基板11z上，此外，有时需要用密封材料12z进行模制。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP 2012-237,728 A

专利文献2：JP 2016-3,984 A

专利文献3：JP 2016-102,671 A

专利文献4：JP 2016-102,672 A

发明内容

技术问题

在这种情况下，每对集磁元件中设置的凸起13c和14c之间的距离Dz 的最小值变得与霍尔IC10z的厚度(例如，1.5mm)、基板11z的厚度(例如，1.1mm)和密封材料12z的厚度(例如，2mm)之和相等。霍尔IC10z 的霍尔板100z被设置在集磁元件的凸起13c和14c之间，以更大程度地检测该对磁轭之间的磁通密度，但是因为集磁元件的凸起13c和14c之间的距离Dz比距离Dw大基板11z和密封材料12z的厚度，所以具有待检测的磁通密度减小的问题。

即使专利文献2、3和4所示的扭矩传感器的霍尔IC和基板由密封材料膜制，也存在以下问题：尽管基板的厚度相对于集磁元件的凸起13c和 14c之间的距离可忽略，但是至少密封材料的厚度不可忽略。

因此，本发明的目的是提供一种扭矩传感器，其中磁检测元件和用于安装磁检测元件的材料的厚度不影响磁通量的检测灵敏度。

问题的解决方案

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了以下扭矩传感器。本发明的第二方面提供一种用于控制扭矩的方法，所述方法与根据第一方面的扭矩传感器的实施例相关联。本发明的第三方面提供适于执行第二方面的方法的信号处理单元。

在第一方面中，本发明涉及用于感测施加到第一轴的扭矩的扭矩传感器，该第一轴具有与其一起旋转的多极磁体并且通过扭杆连接到第二轴，该扭矩传感器包括：

-一对磁轭，适于设置在多极磁体的磁场中并且适于与第二轴一起旋转，以及

-磁检测元件，具有检测表面并且能够检测在平行于检测表面的方向上的磁通量。

在第一方面的实施例中，当扭矩被施加在第一轴并且扭杆被扭转时，该对磁轭可以能够具有在轭之间产生的第一磁通量，并且磁检测元件可以适于检测第一磁通量。

在实施例中，扭矩传感器可以进一步包括能够收集在该对磁轭之间产生的第一磁通量的一对集磁器。该对集磁器可以具有用于收集第一磁通量的一对集磁器主体，并且可以具有一对突出部，该一对突出部各自从该一对集磁器主体中的每一个延伸以形成间隙；其中当第一磁通量存在于该对磁轭之间时，在所述间隙中感应到第二磁通量，并且磁检测元件可以适于通过检测第二磁通量间接地检测第一磁通量。该对凸起可以基本平行于检测表面和/或基本对齐。“对齐”意味着该对的第一凸起在该对的第二凸起的延长部分中。凸起可以各自从一对集磁器主体中的每一个基本垂直地延伸。在实施例中，凸起可以各自从一对集磁器主体中的每一个以从85°到 95°、优选从87°到93°、更优选从89°到91°并且最优选以90°的角度延伸。当该对磁轭与第二轴一起旋转时，凸起可以各自从一对集磁器主体中的每一个沿所述第一轴的轴向延伸。

在实施例中，磁检测元件可以适于被设置成使得磁检测元件的检测表面的法线在第一轴的径向方向，以致于在第一平面图中位于该对磁轭之间，第一平面的法线在第一轴的径向方向，并且以致于在第二平面图中不与该对磁轭重叠，第二平面的法线在第一轴的轴向。

在实施例中，磁检测元件可以包括以一定间隔布置的至少一对霍尔板；和在检测表面的法线方向上在平面图中与一对霍尔板中的每一个的一部分重叠的聚磁器。聚磁器可以例如设置在一对霍尔板之间，以便在检测表面的法线方向上在平面图中与该一对霍尔板中的每一个的一部分重叠。在检测表面的法线方向的平面图中，磁检测元件可以进一步包括在一对霍尔板的每个端部的聚磁器。

在替代实施例中，磁检测元件可包括并排布置的至少一对霍尔板，以及设置在一对霍尔板的每个端部的聚磁器，以便在检测表面的法线方向的平面图中与该一对霍尔板中的每一个的一部分重叠。

在其他替代实施例中，磁检测元件可以包括霍尔板或MR元件，其检测方向平行于检测表面。

在任何实施例中，扭矩传感器可进一步包括多极磁体。当多极磁体与第一轴一起旋转时，多极磁体可具有在第一轴的圆周方向上以预定间距交替布置的S极和N极。该对磁轭可以被布置为在圆周方向上彼此偏移预定间距。

换句话说，第一方面的扭矩传感器可以包括：

-一对磁轭，可与第二轴一起旋转并且适于设置在多极磁体的磁场中；

-可选地，一对集磁器，具有用于收集第一磁通量的一对集磁器主体，并且具有一对凸起，该对凸起的各自从该对集磁器主体的每一个延伸以形成间隙；

-磁检测元件，具有检测表面并且能够检测在平行于检测表面的方向上的磁通量，

其中该对磁轭能够在扭矩施加到第一轴并且扭杆被扭转时在轭之间产生第一磁通量，

其中，当该对集磁器存在时，当在该对磁轭之间存在第一磁通量时，在间隙中感应出第二磁通量，并且

其中磁检测元件用于在不存在一对集磁器时直接检测第一磁通量，或当存在一对集磁器时通过检测第二磁通量间接地检测第一磁通量。

以下是根据本发明的第一方面的一组编号实施例[1]至[18]。在以下实施例[1]至[18]中，当多极磁体与第一轴一起旋转，一对磁轭与第二轴一起旋转并且被设置在多极磁体的磁场中，并且磁检测元件被设置成使得磁检测元件的检测表面的法线在第一轴的径向方向上时，多极磁体、一对磁轭、和磁检测元件将被称为“相应地设置”。

[1]扭矩传感器包括：

多极磁体，与第一轴一起旋转(或可旋转，例如，如果没有被相应地设置)；

一对磁轭，与通过扭杆连接到第一轴的第二轴一起旋转并设置(或适于被设置，例如，如果没有被相应地设置)在多极磁体的磁场中；

一对集磁器，具有一对集磁器主体，该一对集磁器主体分别收集该对磁轭的磁力线；并且具有一对凸起，每个凸起从该对集磁器主体的每一个以第一轴的轴向方向(当该对磁轭被相应地设置时)延伸以形成间隙；以及

磁检测元件，设置(或适于设置，例如如果没有被相应地设置)使得磁检测元件的检测表面的法线在第一轴的径向方向，以致于在平面图中面向该对凸起的间隙，该平面的法线在第一轴的径向方向上，并且以致于在平面图中不与该对凸起重叠，该平面的法线在第一轴的轴向方向上，其检测(或能够检测，例如，当被相应地设置时)在该对凸起的间隙中的磁通量。

[2]根据[1]的扭矩传感器，其中

磁检测元件的磁检测方向为第一轴的轴向方向(当磁检测元件被相应地设置时)。

根据[1]或[2]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括：

至少一对霍尔板，以一定间隔布置(并且，当磁检测元件被相应地设置时)在在第一轴的轴向方向上；以及

聚磁器，设置在该对霍尔板之间，以便在检测表面的法线方向上在平面图中与该对霍尔板的每一个的一部分重叠。

[4]根据[3]的扭矩传感器，其中磁检测元件进一步包括聚磁器，所述聚磁器在所述一对霍尔板的每一端处，(当磁检测元件被相应地设置时,所述一对霍尔板)在检测表面的法线方向的平面图中在第一轴的轴向方向上。

[5]根据[1]或[2]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括：

-至少一对霍尔板，并排布置(并且，当磁检测元件被相应地设置时) 在第一轴的轴向方向上；以及

-聚磁器，设置一对霍尔板的每一端处，(当磁检测元件被相应地设置时，所述一对霍尔板)在第一轴的轴向方向上，以在检测表面的法线方向的平面图中与所述一对霍尔板的每一个的一部分重叠。

[6]根据[1]或[2]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括霍尔板，该霍尔板的检测方向是所述第一轴的轴向方向(当磁检测元件被相应地设置时)。

[7]根据[1]或[2]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括MR元件，该MR 元件的检测方向是所述第一轴的轴向方向(当磁检测元件被相应地设置时)。

[8]根据[1]或[2]的扭矩传感器，其中

磁检测元件包括至少一对霍尔板，所述至少一对霍尔板并排布置(并且，当磁检测元件被相应地设置时)在第一轴的轴向方向上，以及

该对集磁器的该对凸起的每一个被设置在第一轴的轴向方向上的该对霍尔板的每一端(并且，当该对磁轭被相应地设置时)以与在检测表面的法线方向的平面图中的该对霍尔板的每一个的一部分重叠。

[9]根据[1]至[8]中的任一项的扭矩传感器，其中

多极磁体具有在第一轴的圆周方向上以预定间距交替布置的S极和N 极(当多极磁体被相应地设置时)，并且

该对磁轭被布置为在圆周方向上彼此偏移预定间距。

[10]扭矩传感器包括：

多极磁体，与第一轴一起旋转(或可旋转，例如如果没有被相应地设置)；

一对磁轭，与通过扭杆连接到第一轴的第二轴一起旋转并设置(或适于被设置，例如，如果没有被相应地设置)在多极磁体的磁场中；以及

磁检测元件，设置(或适于设置，例如如果没有被相应地设置)使得磁检测元件的检测表面的法线在第一轴的径向方向，以致于在平面图中位于该对磁轭之间，该平面的法线在第一轴的径向方向上，并且以致于在平面图中不与该对磁轭重叠，该平面的法线在第一轴的轴向方向上，其检测 (或能够检测，例如，当不被相应地设置时)在该对磁轭的间隙中的磁通量。

[11]根据[10]的扭矩传感器，其中

[12]根据[10]或[11]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括：

至少一对霍尔板，以一定间隔布置(并且，当磁检测元件被相应地设置时)在第一轴的轴向方向上；以及

[13]根据[12]的扭矩传感器，其中磁检测元件进一步包括聚磁器，所述聚磁器在一对霍尔板的每一端处，(其中，当磁检测元件被相应地设置时，所述一对霍尔板处于)检测表面的法线方向的平面图中在第一轴的轴向方向上。

[14]根据[10]或[11]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括：

至少一对霍尔板，并排布置(并且，当磁检测元件被相应地设置时) 在第一轴的轴向方向上；以及

聚磁器，设置在一对霍尔板的每一端处，(当磁检测元件被相应地设置时，所述一对霍尔板)在第一轴的轴向方向上，以在检测表面的法线方向的平面图中与所述一对霍尔板的每一个的一部分重叠。

[15]根据[10]或[11]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括霍尔板，该霍尔板的检测方向是所述第一轴的轴向方向(当磁检测元件被相应地设置时)。

[16]根据[10]或[11]的扭矩传感器，其中磁检测元件包括MR元件，该 MR元件的检测方向是所述第一轴的轴向方向(当磁检测元件被相应地设置时)。

[17]根据[10]至[16]中的任一项的扭矩传感器，其中

该对磁轭被布置为在圆周方向上彼此偏移预定间距。

[18]根据[10]至[17]中的任一项的扭矩传感器，进一步包括分别收集该对磁轭的磁力线的一对集磁器。

发明的有益效果

根据实施例[1]的发明，可以防止磁检测元件和用于安装磁检测元件的材料的厚度影响磁通量的检测灵敏度。

根据实施例[2]或[11]的发明，可以使用其磁检测方向是第一轴的轴向方向的磁检测元件。

根据实施例[3]或[12]的发明，可以使用磁检测元件，其具有在第一轴的轴向方向上以一定间隔布置的至少一对霍尔板和设置在一对霍尔板之间的聚磁器，以在检测表面的法线方向的平面图中与该对霍尔板的每一个的一部分重叠。

根据实施例[4]或[13]的发明，可以使用进一步具有在检测表面的法线方向的平面图中在第一轴的轴向方向上的该对霍尔板的两端处的聚磁器的磁检测元件。

根据实施例[5]或[14]的发明，可以使用磁检测元件，其具有在第一轴的轴向方向并排布置的至少一对霍尔板和设置在第一轴的轴向方向上的一对霍尔板的每一端的聚磁器，以在检测表面的法线方向的平面图中与该对霍尔板的每一个的一部分重叠。

根据实施例[6]或[15]的发明，可以使用具有其磁检测方向是第一轴的轴向方向的霍尔板的磁检测元件。

根据实施例[7]或[16]的发明，可以使用具有其磁检测方向是第一轴的轴向方向的MR元件的磁检测元件。

根据实施例[8]的发明，可以使用具有在第一轴的轴向方向上并排布置的至少一对霍尔板的磁检测元件。

根据实施例[9]或[17]的发明，可能使用多极磁体，其中S极和N极在第一轴的圆周方向以预定间距交替布置并且一对磁轭被布置为在圆周方向彼此偏移该预定间距。

根据实施例[10]的发明，可以省略用于检测第一轴的方向上分开的一对磁轭之间的磁通量的集磁板。

根据实施例[18]的发明，通过省略集磁板的凸起，可以使扭矩传感器小型化。

在第二个方面，本发明可以涉及一种用于控制辅助驾驶员转向柱轴的扭矩的方法，包括：

-接收分别由第一和第二霍尔板输出的第一和第二信号，

-计算第一和第二信号输出之间的差异，并且

-将对应于此差异的检测信号传输至用于控制扭矩的电控制单元。

在实施例中，该方法可进一步包括，在传输步骤之后，根据检测信号控制扭矩的步骤。

在第三方面，本发明可涉及适于执行第二方面的方法的信号处理单元。

在第四方面，本发明还可包括当在计算设备上被执行时提供根据本发明的任何方法的功能的计算机程序或计算机程序产品。

附图说明

图1是根据第一实施例示出转向系统的配置示例的示意图。

图2是根据第一实施例示出扭矩传感器的配置示例的分解透视图。

图3是沿着通过转向轴的中心轴线的截面的截面图，其示出扭矩传感器的结构示例。

图4(a)至4(c)是示出一对磁轭与多极磁体110的S极和N极之间的位置关系的前视图。

图5是示出集磁凸起和磁检测单元之间的位置关系的立体图。

图6是示出集磁凸起和磁检测单元之间的位置关系的沿着yz平面截取的横截面图。

图7(a)至7(c)是示出霍尔IC的配置的立体图、平面图和横截面图。

图8是用于示出霍尔IC的磁通量检测操作的示意横截面图。

图9是示出扭杆的扭转变形的角度与霍尔IC的输出之间的关系的示意图。

图10是根据第二实施例示出扭矩传感器的配置示例的分解透视图。

图11是沿着通过中心轴线的截面的截面图，其示出扭矩传感器的配置示例。

图12是示出磁轭主体和磁检测单元之间的位置关系的沿着yz平面截取的横截面图。

图13(a)至13(c)是示出霍尔IC的配置的修改示例的立体图、平面图和横截面图。

图14(a)至14(c)是示出霍尔IC的配置的修改示例的立体图、平面图和横截面图。

图15是示出霍尔IC的配置的修改示例的横截面图。

图16是示出MR IC的配置的修改示例的横截面图。

图17(a)至17(c)是示出霍尔IC的配置的修改示例的立体图、平面图和横截面图。

图18是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的示意图。

图19(a)和19(b)是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的前横截面图和侧截面图。

图20是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的示意图。

图21(a)和21(b)是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的横截面图和侧截面图。

图22是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的示意图。

图23(a)和23(b)是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的前横截面图和侧截面图。

图24是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的示意图。

图25(a)和25(b)是示出常规技术中的霍尔IC和集磁元件之间的布置关系的前横截面图和侧截面图。

图26是根据第三方面的实施例的信号处理单元的示意表示。

在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元素。

具体实施方式

[第一实施例]

(扭矩传感器的配置)

图1是根据第一实施例示出转向系统的配置示例的示意图。

转向系统7包括：扭矩传感器1，用于检测施加在转向轴20的扭矩并输出检测信号，转向轴20是第一轴，方向盘2连接至转向轴20的一端；电机3，用于通过减速齿轮向柱轴21输出扭矩以辅助由驾驶员操作的方向盘2，柱轴21是第二轴；电子控制单元(ECU)4，用于根据扭矩传感器1 的输出控制发动机3的操作；小齿轮5，用于将柱轴21的旋转运动转换为齿条轴50的线性运动；以及车轮6，通过连接杆(未示出)等连接至齿条轴50。

在上述配置中，当驾驶员旋转方向盘2时，连接至方向盘2的转向轴 20旋转。当转向轴20旋转时，通过扭杆(22，见图2)与其连接的柱轴21 旋转。当柱轴21旋转时，齿条轴50通过小齿轮5而移位，一对车轮6的角度根据齿条轴50的位移量改变。

扭矩传感器1检测转向轴20的扭矩并输出对应于经检测的扭矩的检测信号。当扭矩传感器1的检测信号被输出，ECU4根据检测信号控制来自电机3的扭矩输出。电机3的旋转通过减速齿轮30减速以对柱轴21施加扭矩以辅助驾驶员转动方向盘2。应注意，电机3的输出可以直接被转移到齿条轴50而不用通过柱轴21。

图2是示出第一实施例的扭矩传感器1的配置示例的分解透视图。图 3是沿着通过转向轴20的中心轴线的截面截取的截面图，其示出扭矩传感器1的配置示例。

扭矩传感器1包括具有安装在基板上的霍尔IC的磁检测元件10、连接到转向轴20以整体旋转的圆柱形多极磁体部分11、设置在多极磁体部分 11的磁场内并连接至柱轴21以整体旋转的磁轭部分12，以及与磁轭部分 12磁耦合的一对集磁板13和14。

多极磁体部分11具有圆柱形多极磁体110，并且多极磁体110由在圆周方向上交替布置的S极110s和N极110n构成。多极磁铁110由树脂制成的保持筒111保持，并且保持筒111的内周装配到转向轴20的外周并由其保持，由此多极磁体110与转向轴10整体旋转。多极磁体110的轴线和转向轴20的轴线互相重合。

磁体110是通过使用诸如铁氧体、钐钴、或钕等材料形成的永磁体。作为实例，磁体的内径为20mm，外径为30mm、高度为10mm，S极110s 和N极110n之间的间距为2.5mm，但大小可以根据一对磁轭120和121 的大小和间距适当改变。

磁轭部分12具有由软磁性材料制成的一对磁轭120和121，该对磁轭 120和121以径向方向设置在多极磁体外侧。该对磁轭120和121由树脂制成的保持筒122保持，并且保持筒122的内周装配到柱轴21的外周并由其保持，由此该对磁轭120和121与柱轴21整体旋转。该对磁轭120和121 的轴线与柱轴21的轴线互相重合。应注意，磁轭部分12可以被连接至转向轴20，并且多极磁体部分11可以被连接至柱轴21。

该对磁轭120和121具有环形磁轭主体120a和121a以及从磁轭主体 120a和121a的内圆周端以轴向方向延伸的多个爪120b和121b。磁轭主体 120a和121a被布置成在转向轴20和柱轴21的轴向方向上互相分开。此外，多个爪120b和121b分别在磁轭主体120a和121a的圆周方向上以相等间隔被布置。该对磁轭120和121的各自的爪120b和121b被由树脂制成的保持筒122保持，以通过交替地布置成在圆周方向上以预定间距移位而彼此相对。爪120b和121b面向多极磁体110的外圆周表面。

该对集磁板13和14包括环形集磁板主体13a和14a，以及分别从集磁板主体13a和14a延伸以在轴向方向间隔间隙面对对方的集磁凸起13b和 14b。该对集磁板13和14，以及磁检测元件10由树脂制成的保持筒103 保持。集磁板主体13a和14a各自不需要是完美的环形，并且可以是半环形的(不限于180°并且可以是任何角度)，只要它们可以收集该对磁轭120和121的磁通量，并且因此形状不限于圆环形。

转向轴20和柱轴21通过扭杆22被连接。转向轴20、柱轴21、和扭杆22的轴线互相重合。扭杆22的一端22a装配在转向轴20的耦接孔20a 中，并且通过使用销23固定以与转向轴20一起旋转。此外，扭杆22的另一端22b装配在柱轴21的耦接孔21a中，并且通过使用销24固定以与柱轴21一起旋转。

当扭矩根据驾驶员对方向盘2的操作被施加在转向轴20时，扭矩通过扭杆22被传输至柱轴21，并且当扭矩被传输时，根据扭矩在扭杆22发生扭转变形。根据驾驶员施加的扭矩，扭杆22的扭转变形引起转向轴20和柱轴21之间的相对旋转位移。

当转向轴20和柱轴21之间的相对旋转位移发生时，该对磁轭120和 121的爪120b和121b和多极磁体110的S极110s和N极110n之间的位置关系改变，如图4(a)和4(c)所示。

图4(a)至4(c)是示出该对磁轭120和121与多极磁体110的S极110s 和N极110n之间的位置关系的前视图。

当转向轴20和柱轴21之间没有相对旋转位移时，即，当没有扭矩施加到转向轴20并且扭杆22没有被扭动时，该对磁轭120和121与多极磁体110之间的位置关系在图4(b)中示出。尽管在这个状态下磁轭120和121 的爪120b和121b中产生磁场，但是在磁轭主体120a和121a之间没有产生磁通量。

此外，当转向轴20和柱轴21之间的相对旋转位移发生时，即，当扭矩施加在转向轴20并且扭杆22被扭转时，当方向盘2被顺时针旋转时，该对磁轭120和121与多极磁体110之间的位置关系在图4(a)中示出，当方向盘2被逆时针旋转时，该对磁轭120和121与多极磁体110之间的位置关系在图4(c)中示出。在图4(a)和图4(c)的情况，在磁轭120和121的爪 120b和121b中产生彼此相反的磁极的磁场，并且在磁轭主体120a和121a 之间产生正或负的磁通量。

磁轭120和121的磁力线由集磁板13和14分别收集，并且在磁轭主体120a和121a之间产生的磁通量在集磁凸起13b和14b之间被收集。集磁凸起13b和14b之间的磁通量由磁检测单元10检测。图5和6示出集磁凸起13b和14b与磁检测单元10之间的位置关系。

图5是示出集磁凸起13b和14b与磁检测单元10之间的位置关系的立体图。图6是示出集磁凸起13b和14b以及磁检测元件10之间的位置关系的沿着yz平面的横截面图。

磁检测单元10包括具有两个霍尔板100l和100r的霍尔IC100以及由软磁材料板设置以在xy平面与两个霍尔板100l和100r重叠的聚磁器100s、霍尔IC100表面安装于其上的基板101，以及用于模制霍尔IC和基板101 的密封材料102。磁检测单元10检测在y方向的磁通密度By。应注意，根据扭矩传感器1的规格和安装情况，密封材料102可以被省略。

集磁凸起13b和14b在其尖端之间的间隙中设置有距离D。磁检测单元10被设置为使得xy平面的中心与集磁凸起13b和14b之间的间隙的位置重合。磁检测单元10和集磁凸起13b和14b之间的距离可以尽可能小并且可以互相接触，因为磁检测单元10与集磁凸起13b和14b之间的距离越小，待检测的磁通密度越大。距离D可以独立于霍尔IC100、基板101、密封材料102的厚度被设置，并且可以小于霍尔IC100、基板101、和密封材料102的厚度。作为实例，距离D可以被设置为2mm。

霍尔IC100包括：基板100b；设置在基板100b上的霍尔板100l和霍尔板100r作为磁检测元件，所述霍尔板100l和霍尔板100r具有平行于基板100b的表面的检测表面100ld、100rd、和与基板100b的表面垂直的方向的检测方向；聚磁器101s，设置在基板上100b使得与霍尔板100l和100r 部分重叠并将垂直于法线方向的方向上的磁通量转换为法线方向上的磁通量并允许霍尔板100l和100r检测磁通量的；以及信号处理单元，用于处理从霍尔板100l和100r输出的信号并且通过信号处理检测在法线方向和在垂直于法线方向的方向上的磁通密度，这将在下文中描述。

图8是用于示出霍尔IC100的磁通量检测操作的示意横截面图。

在霍尔IC100中，霍尔板100l和100r检测在图中垂直方向上的磁通密度，并由此磁通量f的图中水平方向分量是B∥(By)并且图中垂直方向分量是Bz时，由于图中水平方向分量B∥由聚磁器100s引导并且被检测为B⊥，霍尔板100l检测“B⊥-Bz”并且霍尔板100r检测“-B⊥-Bz”。

由此，霍尔IC100的信号处理单元基于霍尔板100l和100r的输出之间的差异输出与磁通密度2B⊥成比例的信号，并且基于霍尔板100l和100r 的输出之和输出与磁通密度-2Bz成比例的信号。在本发明中，霍尔IC100 首先检测磁通量f的图中水平方向分量B∥(By)，然后基于霍尔板100l 和100r的输出之间的差异向ECU4输出与磁通密度2B⊥(By)成比例的信号。

对于霍尔IC100，例如，使用由Melexis NV制作的MLX 91372。霍尔板100l和100r之间的距离是0.5mm，基板100b的厚度是1.5mm、y方向上的宽度是4.1mm，x方向上的宽度是3mm。对于聚磁器100s，可以使用高导磁合金。进一步，霍尔IC100可以进一步提供有用于检测x方向的磁通密度的一对霍尔板。

图9是示出扭杆22的扭转变形的旋转位移的角度与霍尔IC的输出之间的关系的示意图。

如图4(a)至4(c)所述，在扭杆22没有被扭转的情况下，该对磁轭120 和121与多极磁体110之间的位置关系如图4(b)中所示使得在磁轭主体 120a和121a之间不产生磁通量。由此，霍尔IC的输出对应于磁通密度By＝0 的情况。

此外，当扭矩施加到转向轴20并且扭杆22被扭转时，因为该对磁轭 120和121与多极磁体110之间的位置关系根据扭转方向如图4(a)或4(c) 所示，在磁轭主体120a、121a之间生成正或负磁通量。因此，霍尔IC100 的输出对应于正磁通量的情况或负磁通量的情况。

由于在图4(a)和图4(b)之间以及在图4(b)和图4(c)之间获得了与磁通量的大小成比例的输出，所以扭杆22的扭转变形的角度(A)与霍尔IC100的输出(O)之间的关系成为如图9所示的成比例关系。

(实施例的效果)

根据上述实施例，由于常规霍尔IC的检测表面的法线方向是磁感测方向，所以需要将霍尔IC夹在集磁板之间；然而，在本实施例中，也能够检测平行于检测表面10d的磁通量的霍尔IC被用于检测集磁凸起13b和14b 之间的磁通量，使得集磁凸起13b和14b之间的距离可以被设置为至少比霍尔IC100的厚度窄。就是说，霍尔IC100的厚度、用于安装霍尔IC的材料诸如基板101和密封材料102可以不影响检测在磁轭主体120a和121a 之间产生的磁通量的灵敏度。

进一步，由于集磁凸起13b和14b之间的距离可以被制成比霍尔IC100 的厚度窄，集磁凸起13b和14b之间的磁通密度增加，并且扭矩传感器1 的灵敏度可以被提高。此外，由于集磁凸起13b和14b之间的磁通密度增加，为了达到与先前技术相同的灵敏度，多极磁体110可以被减小尺寸或变薄。

进一步，不像先前技术，由于不需要设置凸起13c和14c在径向方向(图 18至25)的延伸并且霍尔IC被布置在转向轴20的径向方向上的检测表面10 的法线方向，与常规大小相比时扭矩传感器1在径向方向的大小可以被抑制。

应注意，由于集磁凸起13b和14b之间的距离变小，因此需要霍尔IC100 的组装精度；然而，通过在信号处理单元给霍尔IC100提供校正功能，可以消除组装误差。例如，校正功能通过编程霍尔IC100的信号处理单元中的灵敏度和偏移的最佳值来执行校正。(替代地，在将霍尔IC100安装到扭矩传感器1之后，扭杆22被向右和向左扭转，并且在那时由磁通密度决定灵敏度和偏移，然后通过在霍尔IC100的信号处理单元中进行编程来执行校正。)

[第二实施例]

第二实施例与第一实施例不同在于该对集磁板13和14被省略。进一步，根据该对集磁板13和14的省略，改变被添加到多极磁体部分和磁轭部分。

图10是示出第二实施例的扭矩传感器的配置示例的分解透视图。进一步，图11是沿着通过中心轴线的截面截取的截面图并且示出扭矩传感器的配置示例。

扭矩传感器1A包括具有设置在基板上的霍尔IC的磁检测单元10、与转向轴20整体旋转的圆柱形多极磁体部分11A、和设置在多极磁体部分 11A的磁场内并且与柱轴21整体旋转的磁轭部分12A。

多极磁体部分11A通过减小第一实施例的多极磁体部分11的轴比获得，并且具有圆柱形多极磁体110A，并且多极磁体110A具有在圆周方向交替布置的S极110As和N极110An。多极磁体110A由树脂制成的保持筒111A保持，并且与转向轴20整体旋转，因为保持筒111A的内周被装配到转向轴20的外周并且由其保持。多极磁体110A的轴线和转向轴20的轴线互相重合。

磁轭部分通过缩短第一实施例的多极磁体部分11的轴向长度而获得，并且包括由软磁材料制成的被设置在多极磁体的径向外侧的一对磁轭 120A和121A。该对多极磁体120A由树脂制成的保持筒122A保持，并且与柱轴21整体旋转，因为保持筒122A的内周被装配到柱轴21的外周并且由其保持。该对磁轭120A和121A的轴线与柱轴21的轴线互相重合。

该对磁轭120A和121A具有环形磁轭主体120Aa和121Aa以及从磁轭主体120Aa和121Aa的内圆周端以轴向方向延伸的多个爪120Ab和 121Ab。磁轭主体120Aa和121Aa被布置成在转向轴20和柱轴21的轴向方向上互相分开。此外，多个爪120Ab和121Ab在磁轭主体120Aa和121Aa 的圆周方向上以相等间距被布置。该对磁轭120A和121A的各自的爪120Ab和121Ab被由树脂制成的保持筒122A保持，以通过交替地布置成在圆周方向上以预定距离移位而彼此相对。爪120Ab和121Ab面向多极磁体110A 的外圆周表面。

由于在轴向方向上的长度被制成比其在第一实施例的多极磁体11中的短，环形磁轭主体120Aa和121Aa之间的轴向距离被相应减小。

为了检测磁轭主体120Aa和121Aa之间的磁通量，磁检测单元10被设置为其检测表面10d与磁轭部分12A的外圆周表面相对。

当转向轴20和柱轴21的相对旋转位移发生改变时，该对磁轭120A 和121A的爪120Ab和121Ab与多极磁体110A的S极110As和N极110An 的位置关系的变化与如图4所示的第一实施例的相同。

图12是示出磁轭主体120Aa和121Aa与磁检测单元10之间的位置关系的沿着yz平面的横截面图。

磁检测单元10与根据第一实施例的磁检测单元10具有相同的配置，并且包括具有两个霍尔板100l和100r的霍尔IC100以及由软磁材料板设置以在xy平面与两个霍尔板100l和100r重叠的聚磁器100s、霍尔IC100表面安装于其上的基板101，以及用于模制霍尔IC和基板101的密封材料102。磁检测单元10检测在y方向的磁通密度。

磁轭主体120Aa和121Aa在其间的间隙具有距离D2。磁检测单元10 被设置为使得xy平面的中心与磁轭主体120Aa和121Aa之间的间隙的位置重合。磁轭主体120Aa和121Aa之间的磁通量被传输至霍尔IC100的聚磁器100s，并且磁通密度由霍尔IC100检测。距离D2可以独立于霍尔 IC100、基板101、密封材料102的厚度被设置，并且可以小于霍尔IC100、基板101、和密封材料102的厚度，当然。作为示例，距离D2是4mm。进一步，为了在不改变磁轭部分12A的大小的情况下减小距离D2，磁轭的外圆周表面可以进一步被设置为从每个环形轭主体120Aa和121Aa的外圆周侧延伸该对磁轭120A和121A，以在转向轴20的轴向方向互相接近。外圆周表面可以被设置在整个外圆周上，或可以被设置成包括磁轭部分12A的旋转范围和磁检测单元10的安装位置互相重叠的范围。

(第二实施例的效果)

根据上述实施例，由于聚磁器100s被设置在霍尔IC100中，使得平行于检测表面10d的磁通量可以被检测，霍尔IC100可以靠近磁轭部分12A 的圆周表面，并且进一步，由于磁轭主体120Aa和121Aa之间的轴向距离可以被减小并且同时霍尔IC100的聚磁器100s可以被允许感应磁通量，因此即使当集磁板被省略时，磁轭主体120Aa和121Aa之间的磁通量可以被充分检测。此外，霍尔IC100的厚度以及用于安装霍尔IC(诸如基板101 和密封材料102)的材料可以不影响检测在磁轭主体120Aa和121Aa之间产生的磁通量的灵敏度。

进一步，与第一实施例的效果相似，当与先前技术相比较时，扭矩传感器1A的径向方向上的大小可以被抑制，并且由于多极磁体11A和磁轭部分12A在轴向方向的大小不取决于磁检测单元10的厚度，因此当与先前技术相比较时扭矩传感器1A在轴向方向的大小可以被抑制。

就是说，为了检测在轴向方向上分开的一对磁轭之间的磁通量，不包括聚磁器的霍尔IC已经被常规地使用。然而，由于霍尔IC不包括聚磁器的本质，由于在磁轭之间产生的磁通密度小并且检测表面的法线方向是磁感应方向，所以连接至磁轭的集磁板需要被设置以将霍尔IC夹在从集磁板延伸的集磁凸起之间。由此，在第二实施例中，提供了一种扭矩传感器，其中用于检测在轴向方向上分开的一对磁轭之间的磁通量的集磁板被省略。

[其它实施例]

应注意，本发明不限于上述实施例，且各种修改在不背离本发明的精神的情况下是可行的。例如，霍尔IC可以变为下文中示出的。

霍尔IC100A包括：基板100b1；设置在基板100b1上的霍尔板100l1 和霍尔板100r1作为磁检测元件，并且霍尔板100l1和霍尔板100r1具有平行于基板100b1的表面的检测表面100l1d、100r1d，和具有与基板100b1 的表面的方向垂直的检测方向；设置为使得与霍尔板100l和100r部分重叠并将垂直于法线方向的方向的磁通量转换为法线方向上的磁通量以允许霍尔板100l1和100r1检测磁通量的聚磁器101s；设置在基板100b1上以从外侧包围霍尔板100l1和100r1并且在与霍尔板100l1和100r1的法线方向垂直的方向感应磁通量的聚磁器100s2和100s3；用于处理从霍尔板100l1和 100r1输出的信号的信号处理单元(未示出)，并且霍尔IC100A检测在法线方向和垂直于法线方向的方向上的磁密度。

通过使用这个霍尔IC100A，聚磁器100s2和100s3将与检测表面平行的磁通量感应到霍尔板100l1和100r1，使得扭矩传感器1和1A的灵敏度可以被改进。

此外，下述霍尔IC可以被采用。

霍尔IC100B具有：基板100b2；设置在基板100b2上的霍尔板100l2 和霍尔板100r2作为磁检测元件，并且所述霍尔板100l2和霍尔板100r2具有与基板100b2的表面平行的检测表面以及与基板100b2的表面垂直的方向的检测方向；聚磁器100s4和100s5，设置在基板100b1上以从外侧围绕霍尔板100l1和100r1以便与霍尔板100l2和100r2部分重叠，并将在垂直于法线方向的方向上的磁通量转换为在法线方向的磁通量以允许霍尔板 100l2和100r2检测磁通量；用于处理从霍尔板100l2和100r2输出的信号的信号处理单元(未示出)，并且所述霍尔IC100B检测法线方向和垂直于法线方向的方向上的磁通密度。

通过使用这个霍尔IC100B，聚磁器100s4和100s5将与检测表面平行的磁通量感应到霍尔板100l2和100r2，使得扭矩传感器1和1A的灵敏度可以被改进。

此外，下述霍尔IC可以被采用。

图15是示出霍尔IC的配置的修改示例的横截面图。

霍尔IC100C具有：基板100b3；霍尔板100t，设置在基板100b3上作为磁检测元件，并且所述霍尔板100t具有垂直于基板100b3的表面的检测表面100td以及平行于基板100b3的表面的检测方向；以及信号处理单元(未示出)，用于处理从霍尔板100t输出的信号，从而检测垂直于法线方向的方向上的磁通密度。

通过使用这样的霍尔IC100C，不需要像霍尔IC100、100A和100B那样提供聚磁器。

替代霍尔IC，下述磁阻(MR)IC可以被采用。

图16是示出MR IC的配置的修改示例的横截面图。

MR IC100D具有基板100b4；MR元件100m，设置在基板100b4上作为磁检测元件，并且所述MR元件100m具有在基板100b4的表面上的检测表面100md以及平行于基板100b4的表面的检测方向；以及信号处理单元 (未示出)，用于处理从MR元件100m输出的信号，从而检测垂直于法线方向的方向上的磁通密度。

通过使用这样的MR IC100D，可以通过使用MR元件构成扭矩传感器1和1A。

此外，下述霍尔IC可以被采用。

霍尔IC100E具有基板100b5；霍尔板100l5和霍尔板100r5，设置在基板100b5上作为磁检测元件，并且所述霍尔板100l5和霍尔板100r5具有平行于基板100b5的表面的检测表面100r5d、100l5d和垂直于基板100b5 的表面的检测方向；以及信号处理单元(未示出)，用于处理从霍尔板100l5 和100r5输出的信号，并且霍尔IC100E通过在霍尔板100l5和100r5设置布置间隔(2mm作为实例)并在信号处理单元从霍尔板100l5和100r5输出的信号之间的差异计算ΔBz来检测垂直于法线方向的方向上的磁通密度。应注意，在平面的法线处于转向轴20的径向方向上的平面图中，集磁凸起13b和14b分别覆盖霍尔板100l5和霍尔板100r5的一部分。

通过使用这样的霍尔IC100E，由于不是磁通密度By而是磁通密度差值ΔBz被计算，在垂直于法线方向的方向上的磁通密度可以被检测同时不需要聚磁器。

此外，根据实施例的传感器、磁轭、集磁板和磁体的材料和形状是示例，并且这些可以适当地选择并且用作在扭矩检测的功能不受影响并且本发明的要点没有被改变的范围内的新改变的组合。进一步，扭矩传感器1 (1A)不需要包括磁检测单元10、多极磁体部分11(11A)、磁轭部分12 (12A)、和集磁板13和14的全部，并且仅一部分(例如，仅磁检测单元10和集磁板13和14，或仅磁检测单元10和磁轭部分12A)可以被提供为产品。

进一步，通过在基板上提供类似于图13(a)至图13(c)中示出的霍尔 IC100A或图14(a)至14(c)中示出的霍尔IC100B的聚磁器而不是提供第一实施例的集磁凸起13b和14b，集磁板13和14的集磁凸起13b和14b可以被消除。

-接收分别由第一和第二霍尔板输出的第一和第二信号，

-计算第一和第二信号输出之间的差异，并且

-将对应于该差异的检测信号传输至用于控制扭矩的电控制单元。

本发明的上述方法实施例可以在诸如图26所示的信号处理单元260中实现。图26示出信号处理单元260的一种配置，包括耦合到存储器子系统 265的至少一个可编程处理器263，存储器子系统265包括至少一种形式的存储器，例如，RAM、ROM等等。应注意，处理器263或多个处理器可以是通用或专用处理器，并且可包含在设备中，例如具有执行其它功能的其它组件的芯片。因此，本发明的一个或多个方面可实现在数字电子电路中，或计算机硬件、固件、软件中，或它们的组合中。处理系统可包括具有至少一个输入端口(例如，磁盘驱动器和/或CD-ROM驱动器和/或DVD驱动器和/或USB端口和/或SD端口等)的存储子系统267。在一些实现中，可包括显示系统、键盘和定点设备作为用户接口子系统269的一部分以便向用户提供手动输入信息。也可以包括用于输出数据的端口。可包括更多元件，诸如网络连接、到各个设备的接口等，但是在图26中没有被示出。处理系统260的各元件可以多种方式耦合，包括经由图26中示出的总线子系统262，为简化示出单个总线，但本领域内技术人员将理解其包括至少一个总线的系统。存储器子系统265的存储器可在某些时候保持一组指令的一部分或全部，当在处理系统260上执行时用以实现本文描述的方法实施例的各个步骤。由此，尽管如图26所示的处理系统260是现有技术，但是包括用于控制辅助驾驶员转向柱轴的扭矩的方法的各方面的指令的系统不是现有技术，因此，图26不被标记为现有技术。

在第三方面，本发明可因此涉及适于执行第二方面的方法的信号处理单元。

在第四方面，本发明还可包括当在计算设备上被执行时提供根据本发明的任何方法的功能的计算机程序或计算机程序产品。这样的计算机程序产品可有形地实施在承载用于由可编程处理器执行的机器可读代码的载体介质中。本发明的第四方面可以因此涉及载有计算机程序产品的载体介质，当在计算装置上执行时其提供用于执行如前所述的任何方法的指令。术语 “载体介质”指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。这样的介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和传输介质。非易失性介质包括诸如作为大容量存储的一部分的存储设备，例如光盘或磁盘。计算机可读介质的常见形式包括CD-ROM、DVD、柔性盘或软盘、存储键、磁带、存储器芯片或卡带、或计算机可从中作读取的任何其他介质形式。各种形式的计算机可读介质可涉及将一个或多个指令的一个或多个序列携带至处理器以供执行。计算机程序或计算机程序产品可以承载在电载波信号上。计算机程序产品也可经由诸如LAN、WAN或因特网之类的网络中的载波传输。传输介质也可以采用声波或光波的形式，例如那些在无线电波和红外数据通信期间生成的波。传输介质包括同轴电缆、铜导线和光纤，包括含计算机内部总线的各类导线。

可以理解，尽管本文针对根据本发明的设备讨论了优选实施例、具体结构和配置以及材料，但是可做出形式和细节上的各种改变或修改而不背离本发明的范围和技术教导。例如，上面给出的任何分子式仅代表可被使用的步骤。可从框图中增删功能，且可在功能框之间互换操作。在本发明范围内可对所述方法增删步骤。

Claims

1.一种用于感测施加到第一轴(20)的扭矩的扭矩传感器(1,1A)，所述第一轴(20)具有与其一起旋转的多极磁体(110,110A)并且通过扭杆(22)连接至第二轴(21)，所述扭矩传感器(1,1A)包括：

-一对磁轭(120,120A，121,121A)，适于设置在所述多极磁体(110,110A)的磁场中并且适于与所述第二轴(21)一起旋转，以及

-磁检测元件(10)，具有检测表面(10d)并且能够检测平行于所述检测表面(10d)的方向上的磁通量。

2.根据权利要求1所述的扭矩传感器(1,1A)，其中

所述一对磁轭(120,120A，121,121A)能够在扭矩施加到所述第一轴(21)并且所述扭杆(22)被扭转时具有在所述轭(120,120A，121,121A)之间产生的第一磁通量，并且

其中所述磁检测元件(10)适于检测所述第一磁通量。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的扭矩传感器(1)，进一步包括：

一对集磁器(13,14)，能够收集在所述一对磁轭(120，121)之间产生的第一磁通量。

4.根据权利要求3所述的扭矩传感器(1)，其中，所述一对集磁器(13,14)具有用于收集所述第一磁通量的一对集磁器主体(13a，14a)并且具有一对凸起(13b，14b)，所述一对凸起各自从所述一对集磁器主体(13a，14a)的每一个延伸以形成间隙；

其中，当所述第一磁通量存在于所述一对磁轭(120,121)之间时，第二磁通量在所述间隙中被感应，并且

其中，所述磁检测元件(10)适于通过检测所述第二磁通量间接地检测所述第一磁通量。

5.根据权利要求4所述的扭矩传感器(1)，其中所述一对凸起(13b，14b)与所述检测表面(10d)基本平行和/或基本对齐。

6.根据权利要求4所述的扭矩传感器(1)，其中所述凸起(13b，14b)各自从所述一对集磁器主体(13a，14a)的每一个垂直地延伸。

7.根据权利要求4所述的扭矩传感器(1)，其中当所述一对磁轭(120,120A，121,121A)与所述第二轴(21)一起旋转时，所述凸起(13b，14b)各自以所述第一轴(20)的轴向方向从所述一对集磁器主体(13a，14a)的每一个延伸。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的扭矩传感器(1,1A)，

其中，所述磁检测元件(10)适于被设置成使得所述磁检测元件(10)的检测表面(10d)的法线在所述第一轴(20)的径向方向以致于在第一平面图中位于所述一对磁轭(120,120A，121,121A)之间，所述第一平面的法线在所述第一轴(20)的所述径向方向，并且以致于在第二平面图中不与所述一对磁轭(120,120A，121,121A)重叠，所述第二平面的法线在所述第一轴(20)的轴向。

9.根据权利要求1或权利要求2所述的扭矩传感器(1,1A)，其中所述磁检测元件(10)包括：

至少一对霍尔板(100l1,100r1)，以一定间隔被布置；以及

聚磁器(100s1)，在所述检测表面(10d)的法线方向的平面图中与一对霍尔板(100l1,100r1)的每一个的一部分重叠。

10.根据权利要求9所述的扭矩传感器(1,1A)，其中，所述磁检测元件(10)进一步包括在所述检测表面(10d)的所述法线方向的平面图中的所述一对霍尔板(100l1,100r1)的每一端处的聚磁器(100s2,100s3)。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的扭矩传感器(1,1A)，其中所述磁检测元件(10)包括：

至少一对霍尔板(100l1,100r1)，并排布置；以及

聚磁器(100s4,100s5)，设置在一对霍尔板(100l2,100r2)的每一端处，以在所述检测表面(10d)的法线方向上的平面图中与所述一对霍尔板(100l2,100r2)的每一个的一部分重叠。

12.根据权利要求1或权利要求2所述的扭矩传感器(1,1A)，其中所述磁检测元件(10)包括霍尔板(100t)或MR元件(100m)，其检测方向平行于所述检测表面(10d)。

13.根据权利要求1或权利要求2所述的扭矩传感器(1,1A)，进一步包括所述多极磁体(110,110A)，其中：

当所述多极磁体(110,110A)与所述第一轴(110,110A)一起旋转时，所述多极磁体(110,110A)具有在所述第一轴(20)的圆周方向以预定间距交替布置的S极(110s，110As)和N极(110n，110An)，并且

所述一对磁轭(120，120A，121,121A)被布置为在所述圆周方向上彼此偏移所述预定间距。

14.一种用于控制辅助驾驶员转向柱轴(110，110A)的扭矩的方法，包括：

-接收分别由第一和第二霍尔板(100l,100r)输出的第一和第二信号，-计算所述第一和第二信号输出之间的差异，并且

-将对应于此差异的检测信号传输至用于控制所述扭矩的电控制单元(4)。

15.一种信号处理单元(260)，适于执行如权利要求14所述的方法。