CN111751033A - 扭矩检测装置以及助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供扭矩检测装置以及助力转向装置。通过提供不易在磁致伸缩式扭矩传感器之间产生干扰并且不易在输出信号中产生拍频的扭矩检测装置等，减少驾驶员的不协调感。扭矩检测装置包括：多个扭矩检测部，该多个扭矩检测部具有励磁线圈、第1检测线圈以及第2检测线圈，该励磁线圈设置于在轴的径向上形成的第1磁致伸缩膜以及第2磁致伸缩膜的径向周围而进行励磁，该第1检测线圈以及第2检测线圈输出与按照施加于轴的扭矩的大小发生变化的电感的变化相应的输出信号；以及扭矩检测电路，该扭矩检测电路根据从扭矩检测部输出的输出信号，检测施加于轴的扭矩的大小，将作为对多个扭矩检测部各自的励磁线圈进行励磁的频率的励磁频率设定为彼此不同。

Description

扭矩检测装置以及助力转向装置

技术领域

本发明涉及扭矩检测装置以及助力转向装置。

背景技术

近年来，在利用马达的动力来辅助驾驶员的转向力的助力转向装置中，已知有具有检测转向扭矩的扭矩传感器并根据该扭矩传感器所检测的转向扭矩而对通过马达产生的辅助力进行控制的装置。

例如，在专利文献1中记载有如下的扭矩检测装置，该扭矩检测装置具有：至少两组线圈对，所述线圈对使通过扭杆连结的第1旋转轴与第2旋转轴之间的相对位移反映成阻抗的变化来进行检测，其中，所述扭杆通过被输入扭矩而发生扭转；多个振荡部，所述多个振荡部与各个线圈对对应地分开设置，并以不同的励磁频率向各个线圈对供给励磁信号；信号处理部，所述信号处理部与各个线圈对对应地而分开设置，具有对各个线圈对的输出信号进行信号处理而输出扭矩检测信号的扭矩检测功能；监视部，所述监视部恒定地监视扭矩检测功能的异常；以及初期诊断部，所述初期诊断部在启动扭矩检测功能之前，对监视部输入诊断用的信号，确认监视部正常工作的情况，作为励磁频率的差的励磁频率差被设定为3.5kHz以上，初期诊断部对监视部交替输入正常信号和异常信号作为诊断用的信号，在输入正常信号时，监视部对输入信号进行正常诊断，在输入异常信号时，监视部对输入信号进行异常诊断，此时判断为监视部正常工作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利5454691号公报

发明内容

发明所要解决的课题

以往，作为扭矩传感器，有时使用所谓的磁致伸缩式扭矩传感器，该磁致伸缩式扭矩传感器利用设置于旋转轴的外周面的磁致伸缩膜的导磁率按照成为检测对象的旋转轴的形变而发生变化的原理，检测传感器的电感的增减。在该情况下，需要在旋转轴的周围设置线圈，并通过励磁电路对该线圈进行励磁。并且，近年来为了赋予冗余性，正在普及具有多个磁致伸缩式扭矩传感器的方式。

但是，若设置多个磁致伸缩式扭矩传感器，则在对线圈进行励磁时，在相同地设定励磁频率的情况下，由于各个励磁电路的性能的偏差，有时导致励磁频率实际上不同。其结果是，在各个磁致伸缩式扭矩传感器之间产生干扰，在输出信号中产生拍频。而且，在将磁致伸缩式扭矩传感器例如安装于助力转向装置的情况下，有可能对转向感带来不协调感。

本发明的目的在于，通过提供不易在磁致伸缩式扭矩传感器之间产生干扰且不易在输出信号中产生拍频的扭矩检测装置等，减少驾驶员的不协调感。

用于解决课题的手段

基于所述目的，本发明的扭矩检测装置包括：多个扭矩检测部，所述多个扭矩检测部具有励磁线圈和检测线圈，所述励磁线圈设置于在轴的径向上形成的磁致伸缩膜的径向周围而进行励磁，所述检测线圈输出与按照施加于所述轴的扭矩的大小发生变化的电感的变化相应的输出信号；以及扭矩检测电路，所述扭矩检测电路根据从所述扭矩检测部输出的输出信号，检测施加于所述轴的扭矩的大小，将作为对所述多个扭矩检测部各自的所述励磁线圈进行励磁的频率的励磁频率设定为彼此不同。

发明效果

根据本发明，能够通过提供不易在磁致伸缩式扭矩传感器之间产生干扰且不易在输出信号中产生拍频的扭矩检测装置等而减少驾驶员的不协调感。

附图说明

图1是示出第1实施方式所涉及的扭矩检测装置的概略结构的图。

图2是示出第1扭矩传感器的概略结构的图。

图3是示出扭矩检测信号的输出范围的图。

图4是示出第2实施方式所涉及的第1扭矩传感器的概略结构的图。

图5的(a)～(b)是示出陷波滤波器的滤波特性的图。

图6的(a)是示出在将陷波滤波器设置于扭矩检测部与检测电路之间时输入到检测电路的输出信号的例的图。图6的(b)是示出在将陷波滤波器未设置于扭矩检测部与检测电路之间时输入到检测电路的输出信号的例的图。

图7是示出第3实施方式所涉及的第1扭矩传感器的概略结构的图。

图8的(a)～(b)是示出低通滤波器的滤波特性的图。

图9是示出第4实施方式所涉及的第1扭矩传感器的概略结构的图。

符号说明

200…扭矩检测装置、201…第1扭矩传感器、202…第2扭矩传感器、210…扭矩检测部、211…第1磁致伸缩膜(磁致伸缩膜的一例)、212…第2磁致伸缩膜(磁致伸缩膜的一例)、221…第1检测线圈(检测线圈的一例)、222…第2检测线圈(检测线圈的一例)、223…励磁线圈、250…扭矩检测电路、251…检测电路、252…励磁监控电路、253…励磁电路、254…陷波滤波器、255…低通滤波器、390…旋转轴(轴的一例)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是，本发明并不只限定于这些实施方式。

{第1实施方式}

在此，首先对第1实施方式进行说明。

图1是示出第1实施方式所涉及的扭矩检测装置200的概略结构的图。图2是示出第1扭矩传感器201的概略结构的图。

本实施方式的扭矩检测装置200具有第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202，所述第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202是根据因磁致伸缩产生的磁特性的变化而检测施加于旋转轴390的施加扭矩Ta的磁致伸缩式传感器。旋转轴390是轴的一例。在该情况下，第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202即使只是任一方，也能够检测施加扭矩Ta。但是，本实施方式的扭矩检测装置200通过具有两个扭矩传感器来赋予冗余性。因此，即使任一方发生故障，也能够检测施加扭矩Ta。另外，在本实施方式中，扭矩传感器是第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202这两个，但是也可以是3个以上。

并且，扭矩检测装置200具有输出装置300，所述输出装置300根据从第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202输出的值而输出与施加扭矩Ta相应的值，并且诊断第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202的故障。

〔扭矩传感器〕

由于第1扭矩传感器201的结构与第2扭矩传感器202的结构相同，因此下面以第1扭矩传感器201为代表进行说明。

第1扭矩传感器201包括：扭矩检测部210，所述扭矩检测部210检测施加于旋转轴390的施加扭矩Ta；以及扭矩检测电路250，所述扭矩检测电路250基于扭矩检测部210的检测而输出与施加扭矩Ta相应的电压。另外，如上所述，在本实施方式中，扭矩传感器存在多个，在每个扭矩传感器中具有多个扭矩检测部210以及多个扭矩检测电路250。如上所述，在实施方式中，具有作为扭矩传感器的第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202这两个扭矩传感器，而且由于第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202是相同的结构，因此在第2扭矩传感器202中也具有与扭矩检测部210以及扭矩检测电路250的相同的扭矩检测部以及扭矩检测电路。

扭矩检测部210按照施加扭矩Ta使后述的两个线圈(第1检测线圈221、第2检测线圈222)的电感发生变化，扭矩检测电路250根据这些两个线圈的电感的变化而输出与施加扭矩Ta相应的电压。

扭矩检测部210具有：第1检测线圈221，所述第1检测线圈221是设置于第1磁致伸缩膜211的径向周围的检测线圈的一例；第2检测线圈222，所述第2检测线圈222是设置于第2磁致伸缩膜212的径向周围的检测线圈的一例；以及励磁线圈223，所述励磁线圈223配置于旋转轴390的周围而进行励磁。在该情况下，第1磁致伸缩膜211以及第2磁致伸缩膜212是在旋转轴390的外周面形成于径向周围的磁致伸缩膜的一例。

第1磁致伸缩膜211以及第2磁致伸缩膜212是由导磁率的变化比形变的变化大的原料构成的金属膜，例如能够例示通过电镀法形成于旋转轴390的外周的Ni-Fe系的合金膜。第1磁致伸缩膜211构成为在相对于旋转轴390的轴线方向倾斜约45度的方向上具有磁各向异性，第2磁致伸缩膜212构成为在相对于第1磁致伸缩膜211的磁各向异性的方向倾斜约90度的方向上具有磁各向异性。即，第1磁致伸缩膜211、第2磁致伸缩膜212的磁各向异性相互错开约90度相位。

第1检测线圈221以在第1磁致伸缩膜211的周围隔着规定间隙的状态与旋转轴390呈同轴状配置。第2检测线圈222以在第2磁致伸缩膜212的周围隔着规定间隙的状态与旋转轴390呈同轴状配置。作为第1检测线圈221的卷绕起始部的导线的一端与第1端子231连接。作为第2检测线圈222的卷绕结束部的导线的另一端与第2端子232连接。作为第1检测线圈221的卷绕结束部的导线的另一端和作为第2检测线圈222的卷绕起始部的导线的一端与第3端子233连接。作为第1检测线圈221的卷绕起始部的导线的一端和作为第2检测线圈222的卷绕结束部的导线的另一端与第4端子234连接。作为励磁线圈223的卷绕起始部的导线的一端与第5端子235连接，作为励磁线圈223的卷绕结束部的导线的另一端与第6端子236连接。

通过如上述那样设定第1磁致伸缩膜211以及第2磁致伸缩膜212的磁各向异性，即使在扭矩不作用于旋转轴390的状态下，压缩应力向第1磁致伸缩膜211、第2磁致伸缩膜212的主应力方向中的一方发挥作用，拉伸应力向第1磁致伸缩膜211、第2磁致伸缩膜212的主应力方向中的另一方发挥作用。第1磁致伸缩膜211以及第2磁致伸缩膜212的导磁率被设定为大致相等。若扭矩施加于旋转轴390，则拉伸应力和压缩应力分别在具有各向异性的第1磁致伸缩膜211以及第2磁致伸缩膜212中选择性地工作。其结果是，通过逆磁致伸缩效应，第1磁致伸缩膜211以及第2磁致伸缩膜212的导磁率分别增加或减少。而且，与此对应，第1检测线圈221以及第2检测线圈222中的一方的电感增加，另一方的电感减少。即，第1检测线圈221以及第2检测线圈222的电感按照施加于旋转轴390的施加扭矩Ta的大小发生变化。而且，从第1检测线圈221以及第2检测线圈222输出的输出信号的电压按照电感的变化而发生变化。

〔扭矩检测电路〕

扭矩检测电路250根据从第1扭矩传感器201输出的输出信号，检测施加于旋转轴390的扭矩的大小。扭矩检测电路250是由CPU等构成的算术逻辑运算电路，如图2所示，具有与分别从第1端子231以及第2端子232延伸的信号线电连接的检测电路251。并且，扭矩检测电路250具有与分别从第3端子233以及第4端子234延伸的信号线电连接的励磁监控电路252。并且，扭矩检测电路250具有励磁电路253，所述励磁电路253与分别从第5端子235以及第6端子236延伸的信号线电连接，并使交流电流流过而产生磁通。而且，通过所述结构，检测电路251检测第1检测线圈221的一端和第2检测线圈222的另一端的电压，励磁监控电路252检测第1检测线圈221的一端和第2检测线圈222的另一端的电压以及第1检测线圈221的另一端与第2检测线圈222的一端的连接部的电压。

与第1检测线圈221有关的磁致伸缩特性曲线和与第2检测线圈222有关的磁致伸缩特性曲线反映出在第1磁致伸缩膜211和第2磁致伸缩膜212中分别具有彼此成为相反的方向的磁各向异性，关于包含两个磁致伸缩特性曲线相交的点在内的纵轴，成为大致线对称的关系。

在第1扭矩传感器201中，使用与第1检测线圈221和第2检测线圈222有关的磁致伸缩特性曲线中的视为施加扭矩Ta的中立点(零点)附近的一定梯度的区域，并利用通过原点的直线且存在于纵轴以及横轴的正侧和负侧的直线，由此检测电路251输出与施加扭矩Ta的方向和大小相应的第1扭矩检测信号TS1。

检测电路251将经由第1端子231输出的电压与经由第2端子232输出的电压之差以规定的放大倍数进行放大，并输出施加了偏置电压(例如，2.5V)的电压作为第1扭矩检测信号TS1。当施加扭矩Ta为零时，由于从第1检测线圈221输出的电压与从第2检测线圈222输出的电压相等，因此其差值为零，第1扭矩检测信号TS1等于偏置电压。

另一方面，第2扭矩传感器202的检测电路251将经由第1端子231输出的电压与经由第2端子232输出的电压之差以规定的放大倍数进行放大，并输出施加了偏置电压(例如，2.5V)的电压作为第2扭矩检测信号TS2。以下，还有时将第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2统称为“扭矩检测信号TS”。

图3是示出扭矩检测信号TS的输出范围的图。

如图3所示，扭矩检测信号TS随着施加扭矩Ta的向一个方向的大小增加而上升，并且在最大电压VHi与最小电压VLo之间发生变化。能够例示最大电压VHi为4.5V且最小电压VLo为0.5V的情况。在所述情况下，0.5V以上且4.5V以下的范围成为扭矩检测信号TS的输出正常范围，比0.5V小的范围以及比4.5V大的范围成为扭矩检测信号TS的输出异常范围。

励磁监控电路252输出与扭矩检测信号TS同步的信号。励磁监控电路252判断第1检测线圈221以及第2检测线圈222的电感是否发生变化以及检测电路251是否发生了故障。然后，励磁监控电路252输出Lo信号以及Hi信号作为故障诊断用信号TSIG，所述Lo信号表示第1检测线圈221以及第2检测线圈222的电感因电流施加于励磁线圈223而发生变化，所述Hi信号表示第1检测线圈221以及第2检测线圈222的电感未发生变化。在以下的说明中，将从第1扭矩传感器201输出的故障诊断用信号TSIG称作第1故障诊断用信号TSIG1，将从第2扭矩传感器202输出的故障诊断用信号TSIG称作第2故障诊断用信号TSIG2。

从第1扭矩传感器201的扭矩检测电路250输出的第1扭矩检测信号TS1以及第1故障诊断用信号TSIG1和从第2扭矩传感器202的扭矩检测电路250输出的第2扭矩检测信号TS2以及第2故障诊断用信号TSIG2被输入到输出装置300。

励磁电路253进行励磁线圈223的励磁。而且，在本实施方式中，将作为对多个扭矩检测部各自的励磁线圈进行励磁的频率的励磁频率设定为彼此不同。即，在本实施方式的情况下，第1扭矩传感器201的扭矩检测部210的对励磁线圈223进行励磁的频率与第2扭矩传感器202的扭矩检测部(未图示)的对励磁线圈(未图示)进行励磁的频率被设定为不同。

即，在相同地设定了各个励磁频率的情况下，通过各个励磁电路的性能的微小偏差，励磁频率实际上不同而产生微小的差。其结果是，各个频率引起干扰，在输出信号中产生拍频。该频率差是比较低的频率，在将扭矩检测装置200例如应用于助力转向装置的情况下，对转向感带来不协调感。

因此，在本实施方式中，通过将各个励磁频率设定为彼此不同来抑制拍频。在本实施方式的情况下，将第1扭矩传感器201与第2扭矩传感器202各自的励磁频率之差设为数kHz以上。具体地说，将各自的励磁频率例如设为选自20.8kHz、26kHz、41.6kHz、52kHz这四个的两个。在该情况下，拍频的频率成为所选择的两个频率之差。例如，在选择20.8kHz和26kHz的情况下，拍频的频率是26kHz-20.8kHz＝5.2kHz。并且，例如在选择26kHz和41.6kHz的情况下，拍频的频率是41.6kHz-26kHz＝15.6kHz。而且，例如在选择41.6kHz和52kHz的情况下，拍频的频率是52kHz-41.6kHz＝10.4kHz。

〔输出装置〕

输出装置300包括：向第1扭矩传感器201供给工作电压的第1电源310；以及向第2扭矩传感器202供给工作电压的第2电源320。第1电源310和第2电源320将车载电池的电源电压调压为分别适于第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202的工作电压，并将调压后的工作电压分别施加于输出装置300的第1电源端子301和第2电源端子302。并且，输出装置300具有设定为接地电位的第1接地端子303和第2接地端子304。通过第1扭矩传感器201经由配线与第1电源端子301以及第1接地端子303连接，确保了第1扭矩传感器201的电源。并且，通过第2扭矩传感器202经由配线与第2电源端子302以及第2接地端子304连接，确保了第2扭矩传感器202的电源。

并且，输出装置300包括：故障诊断部330，所述故障诊断部330诊断第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202的故障；以及励磁输出命令部340，所述励磁输出命令部340基于故障诊断部330的故障诊断结果，命令第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202的励磁电路253进行励磁。并且，输出装置300具有切换部350，所述切换部350切换是将从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1用作扭矩信号Td，还是将从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2用作扭矩信号Td。

《故障诊断部》

在故障诊断部330中被输入从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1以及第1故障诊断用信号TSIG1和从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2以及第2故障诊断用信号TSIG2。然后，故障诊断部330根据第1扭矩检测信号TS1以及第2扭矩检测信号TS2诊断第1扭矩传感器201或者第2扭矩传感器202是否发生了故障。在后面详细叙述故障诊断方法。

《励磁输出命令部》

在故障诊断部330诊断第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202未发生故障的情况下，励磁输出命令部340命令第1扭矩传感器201的励磁电路253以及第2扭矩传感器202的励磁电路(未图示)进行励磁。

《切换部》

在故障诊断部330判断第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202未发生故障的情况下，切换部350将从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1与表示其判断结果的信号一同作为扭矩信号Td进行输出。

并且，在故障诊断部330判断为第2扭矩传感器202发生了故障的情况下，切换部350将从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1与表示其判断结果的信号一同作为扭矩信号Td进行输出。

并且，在故障诊断部330判断为第1扭矩传感器201发生了故障的情况下，切换部350将从第2扭矩传感器202输出的第2扭矩检测信号TS2与表示其判断结果的信号一同作为扭矩信号Td进行输出。

并且，在故障诊断部330判断为第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202发生了故障的情况下，切换部350输出表示其判断结果的信号。

在如以上构成的本实施方式的扭矩检测装置200中，若第1扭矩传感器201或者第2扭矩传感器202的扭矩检测部210的励磁电路253从输出装置300的励磁输出命令部340接收指示，使交流电流流过而产生磁通，则第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202分别输出作为与施加扭矩Ta对应的电压信号的第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2。并且，第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202分别输出作为与第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2同步的信号的第1故障诊断用信号TSIG1和第2故障诊断用信号TSIG2。

而且，在故障诊断部330诊断为第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202未发生故障的情况下，本实施方式的扭矩检测装置200输出从第1扭矩传感器201输出的第1扭矩检测信号TS1作为扭矩信号Td。另一方面，在第1扭矩传感器201或者第2扭矩传感器202中的任意一个扭矩传感器发生了故障的情况下，扭矩检测装置200输出从另一扭矩传感器输出的扭矩检测信号TS作为扭矩信号Td。

《故障诊断》

以下，对故障诊断部330所进行的故障诊断进行说明。

例如在第1扭矩检测信号TS1的电压与第2扭矩检测信号TS2的电压之差在规定范围内的情况下，故障诊断部330诊断为第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202正常，在第1扭矩检测信号TS1的电压与第2扭矩检测信号TS2的电压之差在规定范围以外的情况下，诊断为第1扭矩传感器201或者第2扭矩传感器202发生了故障。并且，在第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2在输出正常范围内的情况下，故障诊断部330诊断为第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202正常，在第1扭矩检测信号TS1和第2扭矩检测信号TS2在输出异常范围内的情况下，诊断为第1扭矩传感器201和第2扭矩传感器202异常。

而且，在本实施方式的扭矩检测装置200中，在故障诊断部330诊断为第1扭矩传感器201发生故障的情况下，励磁输出命令部340命令第1扭矩传感器201的励磁电路253停止励磁。并且，扭矩检测装置200切断向发生故障的第1扭矩传感器201供给工作电压的第1电源310的电压供给。

并且，在扭矩检测装置200中，在故障诊断部330诊断为第2扭矩传感器202发生了故障的情况下，励磁输出命令部340命令第2扭矩传感器202的励磁电路253停止励磁。并且，扭矩检测装置200切断向发生了故障的第2扭矩传感器202供给工作电压的第2电源320的电压供给。

{第2实施方式}

接下来，对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，相对于第1实施方式的结构，在扭矩传感器中追加陷波滤波器。

图4是示出第2实施方式所涉及的第1扭矩传感器201的概略结构的图。另外，第2扭矩传感器202也具有相同的结构。

如图所示，与第1实施方式所涉及的第1扭矩传感器201相比，第2实施方式所涉及的第1扭矩传感器201的不同之处在于，在扭矩检测电路250还具有陷波滤波器254。另外，其他为相同的结构。

陷波滤波器254根据从多个扭矩检测部中的一个扭矩检测部输出的输出信号阻碍其他扭矩检测部的励磁频率成分通过。即，陷波滤波器254是选择性地截止其他扭矩检测部的励磁频率的滤波器。

在本实施方式中，扭矩检测部由两个部件构成，即作为第1扭矩传感器201的扭矩检测部210的第1扭矩检测部以及作为第2扭矩传感器202的扭矩检测部的第2扭矩检测部。而且，作为陷波滤波器254的第1陷波滤波器根据第1输出信号阻碍作为第2扭矩检测部的励磁频率的第2励磁频率成分通过，其中，该第1输出信号是从作为第1扭矩检测部所具有的第1检测线圈221的第1检测线圈输出的输出信号。并且，作为第2扭矩传感器202的陷波滤波器的第2陷波滤波器根据第2输出信号阻碍作为扭矩检测部210的励磁频率的第1励磁频率成分通过，其中，该第2输出信号是从作为第2扭矩检测部所具有的检测线圈的第2检测线圈输出的输出信号，该第1励磁频率是第1扭矩检测部。

换言之，第1扭矩传感器201的陷波滤波器254截止在第2扭矩传感器202中使用的励磁频率。并且，第2扭矩传感器202的陷波滤波器截止在第1扭矩传感器201中使用的励磁频率。

图5的(a)～(b)是示出陷波滤波器254的滤波特性的图。

其中，图5的(a)是示出频率与振幅之间的关系的图，横轴表示频率(Frequency)，纵轴表示振幅(Magnitude)。并且，图5(b)是示出频率与相位之间的关系的图，横轴表示频率(Frequency)，纵轴表示相位(Phase)。

图示的例是截止20.8kHz的频率的陷波滤波器254，如图5的(a)所示，振幅在频率20.8kHz中为最小值。

在该情况下，20.8kHz的频率的振幅为-40dB(约1/100)以下。在将扭矩检测装置200例如应用于助力转向装置的情况下，若拍频的频率中的振幅在-40dB以下的范围内，则可以说“不会对转向感产生不协调感”。

而且，如第1实施方式，通过将作为对多个扭矩检测部各自的励磁线圈进行励磁的频率的励磁频率设定为彼此不同，拍频的频率中的振幅进一步变小。

并且，在本实施方式中，陷波滤波器分别设置于扭矩检测部与扭矩检测电路中的检测输出信号的电压的检测电路之间。在图示的第1扭矩传感器201的例中，陷波滤波器254设置于扭矩检测部210与检测电路251之间。

图6的(a)是示出在将陷波滤波器254设置于扭矩检测部210与检测电路251之间时输入到检测电路251的输出信号的例的图。并且，图6的(b)是示出在将陷波滤波器254未设置于扭矩检测部210与检测电路251之间时输入到检测电路251的输出信号的例的图。在两个附图中，横轴表示时间，纵轴表示电压。

在6的(a)的情况下，如虚线所示，电压的最大值和最小值大致恒定，可知输出信号稳定。在该情况下，提高在检测电路251中检测的电压的精度。

与此相对，在图6的(b)的情况下，如虚线所示，电压的最大值和最小值分别周期性地发生变动。该变动的频率是上述的拍频的频率。在该情况下，该变动成为AM调制噪声，在检测电路251中检测的电压的精度变差。

{第3实施方式}

接下来，对第3实施方式进行说明。在第3实施方式中，相对于第1实施方式的结构，在扭矩传感器中追加低通滤波器。

图7是示出第3实施方式所涉及的第1扭矩传感器201的概略结构的图。另外，第2扭矩传感器202也具有相同的结构。

如图所示，与第1实施方式所涉及的第1扭矩传感器201相比，第3实施方式所涉及的第1扭矩传感器201的不同之处在于，在扭矩检测电路250还具有低通滤波器255。另外，其他为相同的结构。

低通滤波器255根据从扭矩检测电路输出的检测信号阻碍在各个扭矩检测部中使用的励磁频率的差分的频率成分通过。即，低通滤波器255截止作为上述的拍频的频率的5.2kHz、10.4kHz以及15.6kHz等频率成分。

图8的(a)～(b)是示出低通滤波器255的滤波特性的图。

其中，图8的(a)是示出频率与振幅之间的关系的图，横轴表示频率(Frequency)，纵轴表示振幅(Magnitude)。并且，图8的(b)是示出频率与相位之间的关系的图，横轴表示频率(Frequency)，纵轴表示相位(Phase)。

图示的例是800Hz的低通滤波器的滤波特性。在该情况下，如用点F1标绘，5.2kHz的频率成分的振幅为-15dB(约1/6)。并且，如用点F2标绘，10.4kHz的频率成分的振幅为-21dB(约1/10)。而且，如用点F3标绘，15.6kHz的频率成分的振幅为-25dB(约1/18)。

而且，如第1实施方式，通过将作为对多个扭矩检测部各自的励磁线圈进行励磁的频率的励磁频率设定为彼此不同，拍频的频率中的振幅进一步变小，成为-46dB(约1/200)。

并且，在本实施方式中，低通滤波器255的截止频率设为能够通过采样定理控制的频率以上。在将扭矩检测装置200例如应用于助力转向装置的情况下，助力转向装置的马达控制每隔1ms进行一次。在该情况下，无法通过采样定理控制500Hz以上的频率。由此，在本实施方式中，将截止频率设为500Hz以上。但是，若将截止频率设为500Hz，则连影响转向感的原本不应截止的频率的频率成分都进行截止。影响转向感的频率例如是100Hz。例如，在将截止频率设为100Hz的情况下，100Hz中的振幅为-3dB，影响转向感。在本实施方式中，通过将低通滤波器255的截止频率设为800Hz，能够几乎不截止100Hz的频率成分。在此，“几乎不截止”是指，通过低通滤波器255截止后的振幅成为-1dB以上的情况。即，通过低通滤波器255，100Hz中的振幅需要为-1dB以上。

{第4实施方式}

接下来，对第4实施方式进行说明。在第4实施方式中，相对于第1实施方式的结构，在扭矩传感器中追加陷波滤波器以及低通滤波器这两者。

图9是示出第4实施方式所涉及的第1扭矩传感器201的概略结构的图。另外，第2扭矩传感器202也具有相同的结构。

如图所示，与第1实施方式所涉及的第1扭矩传感器201相比，第4实施方式所涉及的第1扭矩传感器201的不同之处在于，在扭矩检测电路250中还具有陷波滤波器254以及低通滤波器255。另外，其他为相同的结构。

根据该结构，能够期待陷波滤波器254以及低通滤波器255这两者的效果。

此外，如第1实施方式，通过将作为对多个扭矩检测部的各个励磁线圈进行励磁的频率的励磁频率设定为彼此不同，拍频的频率中的振幅进一步变小，成为-50dB(约1/300)左右。

在如上地构成的扭矩检测装置200中，即使第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202中的任一扭矩传感器发生了故障，也能够根据从另一扭矩传感器输出的输出值判断该另一扭矩传感器是否正常工作。其结果是，即使第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202中的任一扭矩传感器发生了故障，从扭矩检测装置200输出的扭矩信号Td由于基于来自判断为正常工作的正常的扭矩传感器的输出值，因此也是可靠的值。

而且，根据第1实施方式，能够通过将被第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202励磁的多个扭矩传感器各自励磁频率设定为彼此不同而控制拍频。

此外，根据第2实施方式，由于陷波滤波器254根据从多个扭矩检测部中的一个扭矩检测部输出的输出信号阻碍其他扭矩检测部的励磁频率成分通过，因此不易在磁致伸缩式扭矩传感器之间产生干扰，进一步不易产生拍频。

而且，根据第3实施方式，低通滤波器255根据从扭矩检测电路输出的检测信号阻碍在各个扭矩检测部中使用的励磁频率的差分的频率成分通过。其结果是，截止拍频的频率，进一步不易产生拍频。

并且，根据第4实施方式，由于使用陷波滤波器254以及低通滤波器255这两者，因此进一步不易产生拍频。

{第5的实施方式}

在第5实施方式中，将上述的第1实施方式～第4实施方式所涉及的扭矩检测装置200利用于助力转向装置中。即，该助力转向装置包括对车辆的转向盘的转向提供辅助力的马达和上述的检测转向盘的转向扭矩的扭矩检测装置200。

而且，第1实施方式～第4实施方式所涉及的扭矩检测装置200能够应用于在具有两个扭矩传感器的双重扭矩传感器中的一个扭矩传感器发生故障时继续辅助的助力转向装置。在双重扭矩传感器中的一个扭矩传感器发生了故障时继续辅助的助力转向装置中，在一个扭矩传感器发生故障时，例如在根据马达的旋转角度估计转向角来进行辅助控制的情况下，有时通过未发生故障的另一扭矩传感器的检测而检测转向扭矩的方向，以提高辅助的可靠性。在该情况下，若使用第1实施方式～第4实施方式所涉及的扭矩检测装置200，则由于能够使用可靠的转向扭矩的方向，因此能够进一步继续实施可靠性高的辅助。而且，通过将被第1扭矩传感器201以及第2扭矩传感器202励磁的多个扭矩传感器各自的励磁频率设定为彼此不同，能够抑制拍频，抑制对转向感带来不协调感，从而减少驾驶员的不协调感。

Claims (9)

1.一种扭矩检测装置，其包括：

多个扭矩检测部，所述多个扭矩检测部具有励磁线圈和检测线圈，所述励磁线圈设置于在轴的径向上形成的磁致伸缩膜的径向周围而进行励磁，所述检测线圈输出与按照施加于所述轴的扭矩的大小而发生变化的电感的变化相应的输出信号；以及

扭矩检测电路，所述扭矩检测电路基于从所述扭矩检测部输出的输出信号，检测施加于所述轴的扭矩的大小，

将作为对所述多个扭矩检测部各自的所述励磁线圈进行励磁的频率的励磁频率设定为彼此不同。

2.根据权利要求1所述的扭矩检测装置，其特征在于，

所述扭矩检测装置还具有陷波滤波器，所述陷波滤波器根据从所述多个扭矩检测部中的一个扭矩检测部输出的输出信号，阻碍其他扭矩检测部的励磁频率成分通过。

3.根据权利要求2所述的扭矩检测装置，其特征在于，

所述陷波滤波器分别设置于所述扭矩检测部与所述扭矩检测电路中的检测所述输出信号的电压的检测电路之间。

4.根据权利要求2所述的扭矩检测装置，其特征在于，

所述多个扭矩检测部由第1扭矩检测部以及第2扭矩检测部这两个扭矩检测部构成，

所述陷波滤波器由第1陷波滤波器以及第2陷波滤波器构成，所述第1陷波滤波器根据第1输出信号阻碍作为所述第2扭矩检测部的励磁频率的第2励磁频率成分通过，所述第1输出信号是从作为所述第1扭矩检测部所具有的所述检测线圈的第1检测线圈输出的输出信号，所述第2陷波滤波器根据第2输出信号阻碍作为所述第1扭矩检测部的励磁频率的第1励磁频率成分通过，所述第2输出信号是从作为所述第2扭矩检测部所具有的所述检测线圈的第2检测线圈输出的输出信号。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的扭矩检测装置，其特征在于，

所述扭矩检测装置还具有低通滤波器，所述低通滤波器根据从所述扭矩检测电路输出的检测信号，阻碍在各个扭矩检测部中使用的励磁频率的差分的频率成分通过，并且截止频率为能够通过采样定理控制的频率以上。

6.根据权利要求5所述的扭矩检测装置，其特征在于，

所述低通滤波器几乎不截止100Hz的频率成分。

7.一种助力转向装置，其包括：

马达，所述马达对车辆的转向盘的转向提供辅助力；以及

权利要求1所述的扭矩检测装置，所述扭矩检测装置检测所述转向盘的转向扭矩。

8.根据权利要求7所述的助力转向装置，其特征在于，

所述助力转向装置还具有陷波滤波器，所述陷波滤波器根据从所述多个扭矩检测部中的一个扭矩检测部输出的输出信号，在不影响转向感的范围内阻碍其他扭矩检测部的励磁频率成分通过。

9.根据权利要求7或8所述的助力转向装置，其特征在于，

所述助力转向装置还具有低通滤波器，所述低通滤波器根据从所述扭矩检测电路输出的检测信号，在不影响转向感的范围内阻碍在各个扭矩检测部中使用的励磁频率的差分的频率成分通过，并且几乎不存在影响转向感的频率成分的衰减。

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