(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に生じたトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する一対の検出コイルのそれぞれと、一対の抵抗体のそれぞれを個別に直列接続したブリッジ回路に交流電圧を印加し、前記一対の検出コイルの端子部に表れる交流電圧の差分に基いてトルクを検出するトルクセンサにおいて、
前記印加した交流電圧の波形と、前記一対の検出コイル端子部に表れる交流電圧の差分電圧の波形との位相差を検出し、位相差が所定の値を越えたとき検出コイル抵抗が異常であると判定する監視回路を備えたこと
を特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記検出コイル抵抗の異常には、前記一対の検出コイルと前記一対の抵抗体との間の接触抵抗の増加が含まれることを特徴とする請求項１記載のトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転軸に発生するトルクを検出するトルクセンサに関し、特に、発生するトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する一対の検出コイルを備えたトルクセンサにおいて、検出コイルとその他の回路要素との接続部の接触不良によるトルクの誤検出を防止するトルクセンサの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触型のトルクセンサとしては、本出願人が先に提案した特開平１０−３８７１５号公報に開示されたものがある。上記公報に開示された従来のトルクセンサは、トルクに比例したトーションバーの捩れを検出コイルのインダクタンスの変化に変換し、このインダクタンスの変化を一対の検出コイルと抵抗体で構成するブリッジ回路で検出するものである。
【０００３】
即ち、一対の検出コイルと抵抗体で構成する第１及び第２のアームを備えたブリッジ回路に交流電圧を供給し、そのときの第１のアームの検出コイルと抵抗体の接続部に表れる出力電圧と、第２のアームの検出コイルと抵抗体の接続部に表れる出力電圧との差分の電圧を差動増幅器で検出し、トルク信号を得るように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成のトルクセンサは、プリント配線基板の上に一対の検出コイルと抵抗体がブリッジ回路を構成するように接続されている。検出コイルとプリント配線基板とはハンダ付けなどで接続されるが、ハンダ付け不良など接続が確実になされていないと、検出コイルや抵抗体とプリント配線基板との間に接触抵抗が生じ、不正確なトルク信号が出力されてしまうという不都合がある。
【０００５】
この発明は、上記した検出コイルや抵抗体とプリント配線基板との間の接触抵抗の増加を監視し、接触抵抗が増加した場合には検出トルク信号の出力を阻止して不正確なトルク信号が出力されないようにし、信頼性の高いトルクセンサを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、回転軸に生じたトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する一対の検出コイルのそれぞれと一対の抵抗体のそれぞれを個別に直列接続したブリッジ回路に交流電圧を印加し、前記一対の検出コイルの端子部に表れる交流電圧の差分電圧に基いてトルクを検出するトルクセンサにおいて、前記印加した交流電圧の波形と、前記一対の検出コイル端子部に表れる交流電圧の差分の波形との位相差を検出し、位相差が所定の値を越えたとき検出コイル抵抗が異常であると判定する監視回路を備えたことを特徴とする。
【０００７】
そして、前記検出コイル抵抗の異常には、前記一対の検出コイルと前記一対の抵抗体との間の接触抵抗の増加が含まれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する実施の形態は、この発明の実施の形態のトルクセンサを車両用の電動パワーステアリング装置に適用した例である。
【０００９】
図１は、トルク検出部を含む電動パワーステアリング装置の主要部の構成を示す断面図、図２はそのトルク検出部の構成を示す斜視図である。
【００１０】
図１及び図２において、５ａ及び５ｂはハウジングであり、入力軸側５ａと出力軸側５ｂとの２分割構造となつている。ハウジング５ａ及び５ｂの内部には、入力軸１、その内部に配置されたトーシヨンバー３、及びトーシヨンバー３を介して入力軸１に連結された出力軸２が、軸受６ａ、６ｂ及び６ｃによつて回転自在に支持されている。
【００１１】
入力軸１、トーシヨンバー３、及び出力軸２は同軸に配置されており、入力軸１とトーシヨンバー３とはスプライン結合し、また、トーシヨンバー３と出力軸２もスプライン結合している。図１において、入力軸１の左端側には、図示されていないステアリングホイールが一体的に取り付けられている。また、出力軸２にはピニオン軸２ａが一体的に形成されており、ピニオン軸２ａはラック４と噛合して公知のラックアンドピニオン式ステアリング機構を構成している。
【００１２】
また、出力軸２には、これと同軸で且つ一体に回転するウオームホイール７が固着されており、図示されていない電動モータで駆動されるウオーム８と噛合している。ウオームホイール７は金属製のハブ７ａに合成樹脂製の歯部７ｂが一体的に固定されている。電動モータの回転力は、ウオーム８及びウオームホイール７を介して出力軸２に伝達され、電動モータの回転方向を適宜切り換えることにより、出力軸２に任意の方向の操舵補助トルクが付与される。
【００１３】
次に、図１及び図２を参照してトルクセンサのトルク検出部の構成を説明する。トルク検出部は入力軸１の、図１で右端側に形成されたセンサシャフト部１１と、ハウジング５ａの内側に配置された検出コイル１３と１４、及び両者の間に配置された円筒部材１２から構成される。
【００１４】
図２はトルク検出部の構成を示す斜視図である。入力軸１の、図１で右端に近い外側には磁性材料で構成されたセンサシャフト部１１が形成されており、センサシャフト部１１の表面には、軸方向に延びた複数（図示の例では９個）の凸条１１ａが円周方向に沿つて等間隔に形成されており、凸条１１ａの間には凸条１１ａの幅ｔ1 よりも幅広の溝部１１ｂが形成されている。
【００１５】
また、センサシャフト部１１の外側には、センサシャフト部１１に接近して導電性で且つ非磁性の材料、例えばアルミニウムで構成された円筒部材１２がセンサシャフト部１１と同軸に配置されており、円筒部材１２の延長部１２ｅは出力軸２の端部２ｅの外側に固定されている。
【００１６】
円筒部材１２には、前記したセンサシャフト部１１の表面の凸条１１ａに対向する位置に、円周方向に等間隔に配置された複数個（図２では９個）の長方形の窓１２ａからなる第１の窓列と、前記第１の窓列から軸方向にずれた位置に、前記窓１２ａと同一形状で、円周方向の位相が異なる複数個（図２では９個）の長方形の窓１２ｂからなる第２の窓列とが設けられている。
【００１７】
円筒部材１２の外周は、同一規格の検出コイル１３及び１４が捲回されたヨーク１５で包囲されている。即ち、検出コイル１３及び１４は円筒部材１２と同軸に配置され、検出コイル１３は窓１２ａからなる第１の窓列部分を包囲し、検出コイル１４は窓１２ｂからなる第２の窓列部分を包囲する。ヨーク１５はハウジング５ａの内部に固定され、検出コイル１３及び１４の出力線はハウジング５ａの内部に配置された回路基板１６に接続される。
【００１８】
図３の（ａ）及び（ｂ）はセンサシャフト部の表面の凸条と円筒部材の窓配置を説明する図で、図３の（ａ）は、基準位置（トーシヨンバー３が捩れていない状態）におけるセンサシャフト部１１の表面の凸条１１ａと円筒部材１２の第１の窓列の窓１２ａとの位置関係を示し、図３の（ｂ）は基準位置（トーシヨンバー３が捩れていない状態）におけるセンサシャフト部１１の表面の凸条１１ａと円筒部材１２の第２の窓列の窓１２ｂとの位置関係を示す図である。
【００１９】
この実施例では、窓１２ａ及び１２ｂがそれぞれ９個設けられているから、第１の窓列の窓１２ａ及び第２の窓列の１２ｂは、それぞれ円周方向に角度θ＝３６０／Ｎ度（図２、図３の例では角度θ＝３６０／９＝４０度）づつずれていることになる。
【００２０】
窓１２ａ、１２ｂの角度ａは窓１２ａ、１２ｂのない部分の角度ｂよりも小さく設定（ａ＜ｂ）され、凸条１１ａの角度ｃは溝部１１ｂの角度ｄよりも小さく設定（ｃ＜ｄ）される。これは、検出コイルのインピーダンスの変化を急峻にするためである。
【００２１】
図３の（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、トーシヨンバー３が捩れていない状態、即ち操舵トルクが零（０）の状態では、窓１２ａの円周方向の幅の中央部にセンサシャフト部１１の凸条１１ａの円周方向の一方の端部が位置し、窓１２ｂの円周方向の幅の中央部に凸条１１ａの円周方向の他方の端部が位置するように、窓１２ａ及び１２ｂの円周方向の幅と凸条１１ａの幅、及び窓１２ａ及び１２ｂとの円周方向の相対位置関係が設定される。即ち、凸条１１ａに対する窓１２ａと１２ｂとの円周方向の位置関係は互いに逆になつている。
【００２２】
操舵系が直進状態にあつて操舵トルクが零である場合はトーションバー３には捩れが発生せず、入力軸１と出力軸２とは相対回転しない。従つて入力軸１の側にあるセンサシャフト部１１の表面の凸条１１ａと、出力軸２の側にある円筒部材１２との間にも相対回転が生じない。
【００２３】
一方、ステアリングホイールを操作して入力軸１に回転力が加わると、その回転力はトーションバー３を経て出力軸２に伝達される。このとき、出力軸２には舵輪と路面との間の摩擦力や出力軸２に結合されているステアリング機構のギヤの噛み合い等の摩擦力が作用するから、入力軸１と出力軸２との間を結合するトーションバーに捩れが発生し、入力軸１の側にあるセンサシャフト部１１の表面の凸条１１ａと出力軸２の側にある円筒部材１２との間に相対回転が生ずる。
【００２４】
円筒部材１２に窓がない場合は、円筒部材１２は導電性で且つ非磁性材で構成されているから、検出コイル１３及び１４に交流電流を流して交番磁界を発生させると、円筒部材１２の外周面にコイル電流と反対方向の渦電流が発生する。この渦電流による磁界とコイル電流による磁界とを重畳すると、円筒部材１２の内側の磁界は相殺される。
【００２５】
円筒部材１２に窓が形成されている場合は、円筒部材１２の外周面に発生した渦電流は、窓１２ａ及び１２ｂによつて外周面を周回できないため、窓１２ａ及び１２ｂの端面に沿つて円筒部材１２の内周面側に回り込み、内周面をコイル電流と同方向に流れ、また隣の窓１２ａ及び１２ｂの端面に沿つて外周面側に戻り、ループを形成する。つまり、検出コイル内側に渦電流のループを、円周方向に周期的に配置した状態が発生する。
【００２６】
コイル電流による磁界と渦電流による磁界とは重畳され、円筒部材１２の内外には、円周方向に周期的に強弱変化する磁界と、中心に向かうほど小さくなる半径方向に勾配を持つた磁界が形成される。円周方向の周期的な磁界の強弱は、隣り合う渦電流の影響を受ける窓１２ａ及び１２ｂの中心で強く、そこからずれるに従い弱くなる。
【００２７】
円筒部材１２の内側には、磁性材料からなるセンサシャフト部１１が同軸に配置されており、その凸条１１ａは、窓１２ａ及び１２ｂと同じ周期で配置されている。
【００２８】
磁界中に置かれた磁性体は磁化して磁束を生ずるが、磁束の量は飽和するまでは磁界の強さに応じて大きくなる。このため、円筒部材１２により円周方向の周期的な磁界の強弱と中心に向かうほど小さくなる半径方向に勾配を持つた磁界とにより、センサシャフト部１１に発生する磁束は、円筒部材１２とセンサシャフト部１１との相対的な位相により増減する。
【００２９】
磁束が最大となる位相は、円筒部材１２の窓１２ａ及び１２ｂの中心とセンサシャフト部１１の凸条１１ａの中心とが一致した状態で、磁束の増減に応じて検出コイル１３及び１４のインダクタンスも増減し、略正弦波状に変化する。
【００３０】
トルクが作用しない状態では、インダクタンスが最大となる位相（窓１２ａ及び１２ｂと凸条１１ａの中心とが一致している位相）に対して、センサシャフト部１１の凸条１１ａの中心は凸条１１ａの中心角ｃの１／２だけずれた位置に設定されているから、トルクが作用してトーションバー３が捩れ、センサシャフト部１１と円筒部材１２との間に位相差が生じると、２つの検出コイル１３及び１４のインダクタンスは、一方が増加し他方が減少する。
【００３１】
図４はトルクの大きさと検出コイル１３及び１４のインダクタンスの変化を説明する図で、横軸はトルクＴ、縦軸はインダクタンスＬを示す。右操舵トルク発生時は、図３の（ａ）及び（ｂ）において円筒部材１２が時計方向に回転するから、図４に示すように、トルクが増大するにつれ検出コイル１３のインダクタンスＬ13は増加し、検出コイル１４のインダクタンスＬ14は減少する。
【００３２】
また、左操舵トルク発生時は、図３の（ａ）及び（ｂ）において円筒部材１２が反時計方向に回転するから、図４に示すようにトルクが増大するにつれ検出コイル１３のインダクタンスＬ13は減少し、検出コイル１４のインダクタンスＬ14は増加する。
【００３３】
図５は、トルク検出回路のブロック図である。トルク検出回路２０はコネクタ２９を介して図示しない制御装置に接続され、制御装置からは各回路要素に電源電圧Ｖ及び基準電圧Ｖref がノイズフイルタ２８を経て供給され、検出されたメイン検出トルク信号及びサブ検出トルク信号が制御装置に出力される。
【００３４】
トルクを検出するブリッジ回路は、検出コイル１３と抵抗Ｒ1 とが直列に接続された第１のアームと、検出コイル１４と抵抗Ｒ2 とが直列に接続された第２のアームとから構成される。
【００３５】
発振部２１は電源電圧Ｖ及び基準電圧Ｖref の供給を受けて所定周波数の交流電圧を出力する。出力された交流電圧は電流増幅部２２で増幅され、増幅された交流電圧Ｖosc が、検出コイル１３と抵抗Ｒ1 とで構成されたブリッジ回路の第１のアーム、及び検出コイル１４と抵抗Ｒ2 とで構成されたブリッジ回路の第２のアームに供給される。なお、トルクが作用しない状態では検出コイル１３及び１４の両端に表れる電圧が等しくなるように予め抵抗Ｒ1 及びＲ2 の値を調整しておくものとする。
【００３６】
検出コイル１３及び検出コイル１４の両端に表れる電圧信号は、メイン増幅・全波整流部２３において両検出コイルの差分の信号に変換されて増幅されると共に整流され、更にメイン平滑・中立調整部２６で出力波形が調整された後、ノイズフイルタ２８を経てメイン検出トルク信号として制御装置に出力される。
【００３７】
さらに、検出コイル１３及び検出コイル１４の両端に表れる電圧信号は、サブ増幅・全波整流部２４において両検出コイルの差分の信号Ｖdef に変換されて増幅されると共に整流され、更にサブ平滑・中立調整部２７で出力波形が調整された後、ノイズフイルタ２８を経てサブ検出トルク信号として制御装置に出力される。
【００３８】
トルク検出回路２０をメイン増幅・全波整流部２３とメイン平滑・中立調整部２６、及びサブ増幅・全波整流部２４とサブ平滑・中立調整部２７との２組設け、２組の検出トルク信号を出力するように構成されているのは、図示しない制御回路においてこれ等の２組の信号を比較することで、検出コイルの断線や短絡、回路要素の故障等を検出するためである。
【００３９】
また、トルク検出回路２０には、サブ増幅・全波整流部２４とサブ平滑・中立調整部２７との間に監視部２５が設けられている。監視部２５は、検出コイル１３又は１４と抵抗Ｒ1 又はＲ2 との接触不良を接触抵抗の増加により検出するものである。以下、監視部２５の構成と動作について説明する。
【００４０】
図６は、監視部２５とその周辺回路のブロック図である。サブ増幅・全波整流部２４はオペアンプＯＰ1 と同期検波器ＳＲから構成される。オペアンプＯＰ1 の入力側（＋）端子には基準電圧Ｖref が接続され、オペアンプＯＰ1 の入力側（−）端子にはオペアンプＯＰ1 の出力が抵抗Ｒ5 を介して帰還される。
【００４１】
検出コイル１３及び１４の両端に表れる電圧は、コンデンサＣ3 、抵抗Ｒ3 及びコンデンサＣ4 、抵抗Ｒ4 を経てオペアンプＯＰ1 の入力側（＋）端子及びオペアンプＯＰ1 の入力側（−）端子に入力され、その差分の信号Ｖdef が出力される。
【００４２】
オペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef は、更に同期検波器ＳＲにおいて電流増幅部２２を経て供給された発振部２１から出力された交流電流に同期して整流され、後段のサブ平滑・中立調整部２７に出力される。
【００４３】
サブ平滑・中立調整部２７は、オペアンプＯＰ2 とコンデンサＣ5 、抵抗Ｒ9 で構成されており、オペアンプＯＰ2 の入力側（＋）端子には抵抗Ｒ8 を経て基準電圧Ｖref が接続され、オペアンプＯＰ2 の入力側（−）端子には同期検波器ＳＲの出力が抵抗Ｒ7 を経て供給される。オペアンプＯＰ2 の出力はコンデンサＣ5 、抵抗Ｒ9 を経て入力側（−）端子に帰還され、検出されたトルク信号は平滑及び波形調整されて出力される。
【００４４】
監視部２５は、２個のコンパレータＣＰ1 、ＣＰ2 とトランジスタＴＲから構成され、コンパレータＣＰ1 、ＣＰ2 の出力側とトランジスタＴＲのベースとの間には定電圧Ｖccに接続された抵抗Ｒ10と、抵抗Ｒ11、抵抗Ｒ12及びコンデンサＣ6 が挿入されている。
【００４５】
コンパレータＣＰ1 の入力側（＋）端子には発振部２１から電流増幅部２２を経て出力された交流電圧Ｖosc が入力され、入力側（−）端子には基準電圧Ｖref が入力される。また、コンパレータＣＰ2 の入力側（＋）端子にはオペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef が入力され、入力側（−）端子には発振部２１から出力された交流電圧Ｖosc が入力される。コンパレータＣＰ1 及びＣＰ2 の出力は合成され、合成波形はトランジスタＴＲのベースに入力される。
【００４６】
図７は、正常時と異常時におけるコンパレータＣＰ1 、ＣＰ2 の入力波形、出力波形、及びコンパレータＣＰ1 、ＣＰ2 の出力の合成波形を示す図である。なお、正常時とは検出コイル１３又は１４と抵抗Ｒ1 又はＲ2 との接触不良がない状態を指し、異常時とは接触不良が発生して接触抵抗が増加した状態を指す。以下、図７を参照して正常時及び異常時の動作を説明する。
【００４７】
まず、正常時の動作を説明する。正常時には検出コイル１３又は１４と抵抗Ｒ1 又はＲ2 との間で接触不良が発生していない（異常の発生無し）から、検出コイル１３及び１４の両端に現われる電圧は等しく、位相のずれもないので、オペアンプＯＰ1 からは基準電圧Ｖref （正弦波）が出力される。
【００４８】
コンパレータＣＰ1 の入力側（＋）端子には発振部２１から電流増幅部２２を経て出力された交流電圧Ｖosc が入力され、コンパレータＣＰ1 の入力側（−）端子には基準電圧Ｖref が入力されるから入力波形は正弦波であり、このときの出力波形は正電位の矩形波形となる。
【００４９】
また、コンパレータＣＰ2 の入力側（＋）端子にはオペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef （正弦波）が入力され、入力側（−）端子には発振部２１から電流増幅部２２を経て出力された交流電圧Ｖosc が入力されるから、入力波形はいずれも正弦波であり、このときの出力波形は負電位の矩形波形となり、コンパレータＣＰ1 の出力波形と同位相である。
【００５０】
従つて、コンパレータＣＰ1 、ＣＰ2 の出力の合成波形は、出力波形の間に位相のずれがなく、正電位と負電位が打ち消し合つて出力は零となるから、トランジスタＴＲのベースには定電圧Ｖccが印加され、トランジスタＴＲはＯＦＦの状態に保たれる。トランジスタＴＲのＯＦＦは、監視部２５から異常検出時の制御信号が出力されないことを意味する。
【００５１】
監視部２５が異常を検出しておらず、トランジスタＴＲがＯＦＦであるため、サブ平滑・中立調整部２７のオペアンプＯＰ2 の入力側（＋）端子には基準電圧Ｖref が印加されるから、入力側（−）端子に入力されたサブ増幅・全波整流部２４の出力はオペアンプＯＰ2 を経て出力される。
【００５２】
次に、異常時の動作を説明する。異常時には検出コイル１３又は１４と抵抗Ｒ1 又はＲ2 との間で接触不良が発生して接触抵抗が増加（異常の発生）しているから、検出コイル１３又は１４は見かけ上純抵抗が増加したことになり、検出コイル１３又は１４のインピーダンスが増加するので、オペアンプＯＰ1 からは正常時の出力信号の位相と比較して位相のずれた信号が出力される。
【００５３】
コンパレータＣＰ1 の入力側（＋）端子には発振部２１から電流増幅部２２を経て出力された交流電圧Ｖosc が、入力側（−）端子には基準電圧Ｖref が印加されるから入力波形は正弦波であり、このときの出力波形は正電位の矩形波形となる。この点は正常時と変らない。
【００５４】
コンパレータＣＰ2 の入力側（−）端子には発振部２１から電流増幅部２２を経て出力された交流電圧Ｖosc が印加され、入力側（＋）端子にはオペアンプＯＰ1 の出力Ｖdef （正弦波）が入力されるが、前記したとおり、検出コイル１３又は１４インピーダンスが増加しているので、コンパレータＣＰ2 の出力波形は負電位の矩形波形であるが、コンパレータＣＰ1 の出力波形との間に位相のずれが発生している。
【００５５】
従つて、コンパレータＣＰ1 、ＣＰ2 の出力の合成波形は、出力波形の間に位相のずれに対応した幅の矩形波形が出力され、これがトランジスタＴＲのベースに印加され、トランジスタＴＲはＯＮ（導通状態）となる。トランジスタＴＲのＯＮは、監視部２５から異常検出時の制御信号が出力されたことを意味する。
【００５６】
監視部２５が異常を検出し、トランジスタＴＲがＯＮ（導通状態）となると、サブ平滑・中立調整部２７のオペアンプＯＰ2 の入力側（＋）端子は接地されるから、入力側（−）端子に入力されたサブ増幅・全波整流部２４の出力はオペアンプＯＰ2 を経て出力されなくなる。即ち、検出コイル１３又は１４と抵抗Ｒ1 又はＲ2 との間で接触不良が発生して接触抵抗が増加したような回路異常が発生したときは、検出トルクの出力が禁止されることになる。
【００５７】
次に、前記した監視部の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態の監視部は、発振部２１から出力された交流電圧（正弦波）が自身の中点を交差する点（正弦波の０°、１８０°の点）の前後における所定時間幅ｔm の中で、検出コイル１３及び１４の両端に表れる出力信号の差分の信号Ｖdef が所定の電圧値Ｖref3を越えるとき、発振部２１から出力された交流電圧との間の位相差が許容値を越えて異常が発生したと判断するものである。
【００５８】
図８は、前記した監視部の第２の実施の形態を示す回路ブロック図で、前記した監視部２５に置換することができるものである。
【００５９】
第２の実施の形態の監視部３０の周辺には、先に説明した、検出コイル１３と抵抗Ｒ1 とが直列に接続された第１のアームと検出コイル１４と抵抗Ｒ2 とが直列に接続された第２のアームとから構成されるトルク検出ブリッジ回路、発振部２１、電流増幅部２２、サブ増幅・全波整流部２４及びサブ平滑・中立調整部２７が接続されるが、これらの回路部の構成と動作は先に説明したものと変わらないのでここでは説明を省略し、以下、監視部３０について説明する。
【００６０】
監視部３０は、３個のコンパレータＣＰ11、ＣＰ12、ＣＰ13と、論理積演算回路であるアンド回路ＡＮ、トランジスタＴＲ、及び回路素子である抵抗Ｒ10と、抵抗Ｒ11、抵抗Ｒ12及びコンデンサＣ6 から構成される。
【００６１】
コンパレータＣＰ11の入力側（＋）端子には発振部２１から電流増幅部２２を経て出力された交流電圧Ｖosc が入力され、入力側（−）端子には第１の基準電圧Ｖref1が入力される。コンパレータＣＰ12の入力側（＋）端子には第２の基準電圧Ｖref2が入力され、入力側（−）端子には発振部２１から電流増幅部２２を経て出力された交流電圧Ｖosc が入力される。そして、コンパレータＣＰ11、ＣＰ12の出力は合成され、アンド回路ＡＮの第１入力端子に入力される。
【００６２】
コンパレータＣＰ13の入力側（＋）端子には第３の基準電圧Ｖref3が入力され、入力側（−）端子には、サブ増幅・全波整流部２４のオペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef が入力される。そして、コンパレータＣＰ13の出力はアンド回路ＡＮの第２入力端子に入力される。
【００６３】
アンド回路ＡＮの出力端子は抵抗Ｒ11を介してトランジスタＴＲのベースに接続されており、アンド回路ＡＮがオンになると、その信号はトランジスタＴＲを導通させる。
【００６４】
以下、図９及び図１０を参照して監視部３０の動作を説明する。まず、異常検出を実行するタイミングを決定するための、所定時間幅ｔm を持つ矩形波信号を準備する。
【００６５】
即ち、コンパレータＣＰ11の入力側（＋）端子に交流電圧Ｖosc を入力し、入力側（−）端子に第１の基準電圧Ｖref1を入力し、さらにコンパレータＣＰ12の入力側（＋）端子に第２の基準電圧Ｖref2を入力し、入力側（−）端子に交流電圧Ｖosc を入力する。コンパレータＣＰ11及びＣＰ12の出力波形、及びその合成出力の波形は図９に示すようになり、コンパレータＣＰ11及びＣＰ12の出力を合成することにより、所定時間幅ｔm を持つ信号が得られる。前記したとおりこの信号はアンド回路ＡＮ（図８参照）の第１入力端子に入力される。
【００６６】
次に、検出コイル１３及び１４の両端に表れる出力信号の差分の信号が所定の電圧値Ｖref3以下か否かを判断するため、異常検出のコンパレータＣＰ13の入力側（＋）端子に判断基準となる基準電圧Ｖref3を入力し、（−）端子にはサブ増幅・全波整流部２４のオペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef を入力する。この信号はアンド回路ＡＮ（図８参照）の第２入力端子に入力される。
【００６７】
図１０の（ａ）を参照して正常時の動作を説明する。正常時には、オペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef には位相ずれが発生しておらず、基準電圧Ｖref3以下になることがないから、コンパレータＣＰ13の出力は零（０）となる。アンド回路ＡＮではコンパレータＣＰ13の出力信号と所定時間幅ｔm の信号（コンパレータＣＰ11及びＣＰ12の合成出力）との論理積をとるから、アンド回路ＡＮの出力もオフ（０）となり、トランジスタＴＲは導通状態にならず、異常が発生していないことが検出される。
【００６８】
次に、図１０の（ｂ）を参照して異常時の動作を説明する。オペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef に位相ずれが発生し、所定時間幅ｔm の範囲内において基準電圧Ｖref3以下になるとき異常の発生と判断する。
【００６９】
コンパレータＣＰ13は、オペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef が基準電圧Ｖref3以下のときには（１）を出力し、オペアンプＯＰ1 の出力信号Ｖdef が基準電圧Ｖref3以上のときには（０）を出力する。
【００７０】
アンド回路ＡＮでは、コンパレータＣＰ13の出力信号と所定時間幅ｔm の信号（コンパレータＣＰ11及びＣＰ12の合成出力）との論理積をとるから、所定時間幅ｔm の範囲内において、コンパレータＣＰ13の出力が基準電圧Ｖref3以下のときオン（１）となり、この期間トランジスタＴＲは導通状態となり、異常が発生したことが検出される。
【００７１】
なお、上記した第１及び第２の実施の形態で説明した監視部の回路構成は例示であり、この他にも同一機能を奏する種々の変形回路が考えられる。このような変形回路は当業者が容易に実施できる回路設計の範囲にあるもので、本件発明は例示した回路構成に限定されるものではない。
【００７２】
以上、この発明の実施の形態のトルクセンサを車両用の電動パワーステアリング装置に適用した例について説明したが、この発明のトルクセンサは、車両用の電動パワーステアリング装置以外の各種の機械装置におけるトルク検出装置にも適用できることは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明は、回転軸に生じたトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する一対の検出コイルのそれぞれと、一対の抵抗体のそれぞれを個別に直列接続したブリッジ回路に交流電圧を印加し、一対の検出コイルの端子部に表れる交流電圧の差分に基いてトルクを検出するトルクセンサにおいて、トルクを検出する検出コイルと他の回路要素との接触部の接触不良を、一対の検出コイル端子部に表れる交流電圧の差分の波形との間の位相差の発生により検出するものであるから、簡単な構成で検出コイルと他の回路要素との接触部の接触不良を検出することができ、信頼性の高いトルクセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の主要部の構成を示す断面図。
【図２】電動パワーステアリング装置のトルクセンサの構成を示す斜視図。
【図３】センサシャフト部の表面の凸条と円筒部材の窓配置を説明する図。
【図４】トルクの大きさと２つの検出コイルのインダクタンスの変化を説明する図。
【図５】トルク検出回路のブロック図。
【図６】監視部とその周辺回路のブロック図。
【図７】正常時と異常時におけるコンパレータＣＰ1 、ＣＰ2 の入力波形、出力波形、及びその出力合成波形を説明する図。
【図８】監視部の第２の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図９】所定時間幅ｔm の信号の作成を説明する図。
【図１０】正常時と異常時におけるコンパレータＣＰ11、ＣＰ12の合成波形、コンパレータＣＰ13の出力波形、及びアンド回路の出力波形を説明する図。
【符号の説明】
１  入力軸
２  出力軸
３  トーシヨンバー
４  ラック
５ａ、５ｂ  ハウジング
６ａ、６ｂ、６ｃ  軸受
７  ウオームホイール
８  ウオーム
１１  センサシャフト部
１１ａ  凸条
１１ｂ  溝部
１２  円筒部材
１２ａ  窓（第１の窓列の）
１２ｂ  窓（第２の窓列の）
１３、１４  検出コイル
１５  ヨーク
１６  回路基板
２０  トルク検出回路
２１  発振部
２２  電流増幅部
２３  メイン増幅・全波整流部
２４  サブ増幅・全波整流部
２５  監視部
２６  メイン平滑・中立調整部
２７  サブ平滑・中立調整部
２８  ノイズフイルタ
３０  監視部
Ｒ1 、Ｒ2   抵抗
ＳＲ  同期検波器
ＯＰ1 、ＯＰ2   オペアンプ
ＣＰ1 、ＣＰ2   コンパレータ
ＣＰ11、ＣＰ12、ＣＰ13  コンパレータ
ＡＮ  アンド回路
ＴＲ  トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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