(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸と第２の回転軸との相対角度を検出する相対角度検出装置であって、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸のいずれか一方の回転軸に設けられた磁石と、
前記一方の回転軸とは異なる他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、
前記他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、
前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値に、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じたオフセット値を減算又は加算する補正手段と、
前記補正手段にて補正された前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との相対角度を演算する演算手段と、
を備え、
前記第１の磁場検出手段および前記第２の磁場検出手段は、ＭＲセンサである
ことを特徴とする相対角度検出装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記磁場成分の振幅比に応じて予め定められた前記オフセット値を用いて補正することを特徴とする請求項１に記載の相対角度検出装置。
【請求項３】
前記磁場成分の振幅比に応じた前記オフセット値を決定する決定手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記決定手段が決定した前記オフセット値を用いて前記一方の出力値を補正することを特徴とする請求項１に記載の相対角度検出装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段または前記第２の磁場検出手段がおかれた環境の変化にも応じて前記オフセット値を決定することを特徴とする請求項３に記載の相対角度検出装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値に基づいて前記オフセット値を決定することを特徴とする請求項３または４に記載の相対角度検出装置。
【請求項６】
前記オフセット値は、前記第１の回転軸の回転半径方向の磁場成分の振幅と、当該第１の回転軸の円周方向の磁場成分の振幅との振幅比に応じた値であることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の相対角度検出装置。
【請求項７】
前記第１の磁場検出手段は、互いに４５度傾けて形成された２組のフルブリッジ構成のエレメントを有する前記ＭＲセンサにおける当該２組のフルブリッジ構成のエレメントのうちの一方のフルブリッジ構成のエレメントであり、
前記第２の磁場検出手段は、前記２組のフルブリッジ構成のエレメントのうちの他方のフルブリッジ構成のエレメントである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の相対角度検出装置。
【請求項８】
ハウジングに回転可能に支持された回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
前記回転体および前記ハウジングのいずれか一方の部材に設けられた磁石と、
前記回転体および前記ハウジングの内、前記一方の部材とは異なる他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、
前記他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、
前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値に、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じたオフセット値を減算又は加算する補正手段と、
前記補正手段にて補正された前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記回転体の回転角度を演算する演算手段と、
を備え、
前記第１の磁場検出手段および前記第２の磁場検出手段は、ＭＲセンサである
ことを特徴とする回転角度検出装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記磁場成分の振幅比に応じて予め定められた前記オフセット値を用いて補正することを特徴とする請求項８に記載の回転角度検出装置。
【請求項１０】
前記磁場成分の振幅比に応じた前記オフセット値を決定する決定手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記決定手段が決定した前記オフセット値を用いて前記一方の出力値を補正することを特徴とする請求項８に記載の回転角度検出装置。
【請求項１１】
前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段または前記第２の磁場検出手段がおかれた環境の変化にも応じて前記オフセット値を決定することを特徴とする請求項１０に記載の回転角度検出装置。
【請求項１２】
前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値に基づいて前記オフセット値を決定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の回転角度検出装置。
【請求項１３】
前記オフセット値は、前記回転体の回転半径方向の磁場成分の振幅と、当該回転体の円周方向の磁場成分の振幅との振幅比に応じた値であることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の回転角度検出装置。
【請求項１４】
前記第１の磁場検出手段は、互いに４５度傾けて形成された２組のフルブリッジ構成のエレメントを有する前記ＭＲセンサにおける当該２組のフルブリッジ構成のエレメントのうちの一方のフルブリッジ構成のエレメントであり、
前記第２の磁場検出手段は、前記２組のフルブリッジ構成のエレメントのうちの他方のフルブリッジ構成のエレメントである
ことを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の回転角度検出装置。
【請求項１５】
第１の回転軸および第２の回転軸のいずれか一方の回転軸に設けられた磁石と、
前記一方の回転軸とは異なる他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、
前記他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、
を備え、前記第１の磁場検出手段および前記第２の磁場検出手段は、ＭＲセンサであり、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との相対角度を検出する相対角度検出装置における相対角度検出方法であって、
前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値に、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じたオフセット値を減算又は加算して補正し、
補正した前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との相対角度を演算することを特徴とする相対角度検出方法。
【請求項１６】
ハウジングおよび当該ハウジングに回転可能に支持された回転体のいずれか一方の部材に設けられた磁石と、
前記ハウジングおよび前記回転体の内、前記一方の部材とは異なる他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、
前記他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、
を備え、前記第１の磁場検出手段および前記第２の磁場検出手段は、ＭＲセンサであり、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置における回転角度検出方法であって、
前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値に、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じたオフセット値を減算又は加算して補正し、
補正した前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対角度検出装置、回転角度検出装置、相対角度検出方法および回転角度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転軸の回転角度を検出する装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、以下のように構成された回転角度検出装置が記載されている。すなわち、特許文献１に記載の回転角度検出装置は、２極磁石を有する磁石回転子と、磁石回転子からの磁束の向きを検知するセンサデバイスとを備えた回転角度検出装置であって、センサデバイスは、複数の磁気抵抗効果素子で構成された感磁面を有し、磁束を感磁面と交差させて、感磁面内で直交する磁束密度成分同士の振幅の大きさが等しくなるように、磁石回転子に対してセンサデバイスが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
互いに同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度を検出する装置としては、２つの回転軸の内のいずれか一方の回転軸に磁石を取り付け、他方の回転軸に磁石の磁場を検出する磁場検出手段を取り付ける構成が考えられる。また、ハウジングに回転可能に支持された回転体の回転角度を検出する装置としては、ハウジングまたは回転体のいずれか一方に磁石を取り付け、他方に磁石の磁場を検出する磁場検出手段を取り付ける構成が考えられる。このような構成において、磁場検出手段の感磁面内で直交する磁場成分同士の振幅の大きさが異なっても、相対回転角度あるいは回転角度を精度高く検出可能であることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、第１の回転軸と第２の回転軸との相対角度を検出する相対角度検出装置であって、前記第１の回転軸および前記第２の回転軸のいずれか一方の回転軸に設けられた磁石と、前記一方の回転軸とは異なる他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、前記他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値を、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じて補正する補正手段と、前記補正手段にて補正された前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との相対角度を演算する演算手段と、を備えることを特徴とする相対角度検出装置である。【０００６】
ここで、前記補正手段は、前記磁場成分の振幅比に応じて予め定められた値を用いて補正することが好適である。または、前記磁場成分の振幅比に応じた補正値を決定する決定手段をさらに備え、前記補正手段は、前記決定手段が決定した補正値を用いて前記一方の出力値を補正することが好適である。
また、前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段または前記第２の磁場検出手段がおかれた環境の変化にも応じて前記補正値を決定することが好適である。
また、前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値に基づいて前記補正値を決定することが好適である。
また、前記予め定められた値または前記補正値は、前記第１の回転軸の回転半径方向の磁場成分の振幅と、当該第１の回転軸の円周方向の磁場成分の振幅との振幅比に応じた値であることが好適である。【０００７】
他の観点から捉えると、本発明は、ハウジングに回転可能に支持された回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、前記回転体および前記ハウジングのいずれか一方の部材に設けられた磁石と、前記回転体および前記ハウジングの内、前記一方の部材とは異なる他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、前記他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値を、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じて補正する補正手段と、前記補正手段にて補正された前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記回転体の回転角度を演算する演算手段と、を備えることを特徴とする回転角度検出装置である。【０００８】
ここで、前記補正手段は、前記磁場成分の振幅比に応じて予め定められた値を用いて補正することが好適である。または、前記磁場成分の振幅比に応じた補正値を決定する決定手段をさらに備え、前記補正手段は、前記決定手段が決定した補正値を用いて前記一方の出力値を補正することが好適である。
また、前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段または前記第２の磁場検出手段がおかれた環境の変化にも応じて前記補正値を決定することが好適である。
また、前記決定手段は、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値に基づいて前記補正値を決定することが好適である。
また、前記予め定められた値または前記補正値は、前記第１の回転軸の回転半径方向の磁場成分の振幅と、当該第１の回転軸の円周方向の磁場成分の振幅との振幅比に応じた値であることが好適である。【０００９】
また、他の観点から捉えると、本発明は、第１の回転軸および第２の回転軸のいずれか一方の回転軸に設けられた磁石と、前記一方の回転軸とは異なる他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、前記他方の回転軸に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、を備え、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との相対角度を検出する相対角度検出装置における相対角度検出方法であって、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値を、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じて補正し、補正した前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との相対角度を演算することを特徴とする相対角度検出方法である。【００１０】
また、他の観点から捉えると、本発明は、ハウジングおよび当該ハウジングに回転可能に支持された回転体のいずれか一方の部材に設けられた磁石と、前記ハウジングおよび前記回転体の内、前記一方の部材とは異なる他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力する第１の磁場検出手段と、前記他方の部材に設けられ、前記磁石の磁場に応じた値を出力するとともに前記第１の磁場検出手段と同じ磁場に置かれたとしても当該第１の磁場検出手段の出力値とは異なる値を出力する第２の磁場検出手段と、を備え、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置における回転角度検出方法であって、前記第１の磁場検出手段の出力値および前記第２の磁場検出手段の出力値のいずれか一方の出力値を、前記磁石の磁場における互いに直交する磁場成分の振幅比に応じて補正し、補正した前記一方の出力値と、当該一方の出力値とは異なる他方の出力値とに基づいて前記回転体の回転角度を演算することを特徴とする回転角度検出方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、磁場検出手段の感磁面内で直交する磁場成分同士の振幅の大きさが異なっても、より精度高く回転角度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る検出装置を適用した電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図２−１】実施の形態に係る検出装置の斜視図である。
【図２−２】電子制御ユニット（ＥＣＵ）の概略構成の一例を示す図である。
【図３】薄膜強磁性金属に流す電流の方向と印加する磁界の方向とを示す図である。
【図４】図３の状態で、磁界強度を変化させた場合の、磁界強度と薄膜強磁性金属の抵抗値との関係を示す図である。
【図５】薄膜強磁性金属に流す電流の方向と印加する磁界の方向とを示す図である。
【図６】磁界の向きと薄膜強磁性金属の抵抗値との関係を示す図である。
【図７】規定磁界強度以上の磁界強度で磁界の方向を検出する原理を利用するＭＲセンサの一例を示す図である。
【図８】図７に示すＭＲセンサの構成を等価回路で示した図である。
【図９】磁石が回転運動するときの磁界方向の変化とＭＲセンサの出力との関係を示す図である。
【図１０】磁石が直線運動するときの磁界方向の変化とＭＲセンサの出力との関係を示す図である。
【図１１】ＭＲセンサの他の例を示す図である。
【図１２】磁石の運動方向を検知するのに用いる出力の組み合わせの一例を示す図である。
【図１３】ＭＲセンサの配置の例を示す図である。
【図１４】ＭＲセンサの他の例を示す図である。
【図１５】第２の回転軸の回転角度と、第２，３の歯車の回転角度との関係を示す図である。
【図１６】相対角度センサの感磁面における磁場成分を示す図である。
【図１７】（ａ）は、着磁ピッチの２倍分の半径方向磁場成分と円周方向磁場成分を示す図であり、それらの振幅が異なる場合を例示した図である。（ｂ）は、半径方向磁場成分と円周方向磁場成分が（ａ）に示すように変化する場合の、相対角度センサからの出力値を示す図である。（ｃ）は、（ｂ）に示すような出力値が得られた場合の、第１の回転軸と第２の回転軸との相対回転角度の演算結果である。
【図１８】（ａ）は、半径方向磁場成分と円周方向磁場成分との振幅が等しいとした場合に、補正手段から出力された値と、相対角度センサからの出力値とを示す図である。（ｂ）は、（ａ）に示すような出力値が得られた場合の、第１の回転軸と第２の回転軸との相対回転角度の演算結果である。
【図１９】（ａ）は、半径方向磁場成分と円周方向磁場成分との振幅が異なる場合に、補正手段から出力された値と、相対角度センサからの出力値とを示す図である。（ｂ）は、（ａ）に示すような出力値が得られた場合の、第１の回転軸と第２の回転軸との相対回転角度の演算結果である。
【図２０】半径方向磁場成分の振幅と円周方向磁場成分の振幅との振幅比と、オフセット係数との関係を示す図である。
【図２１】半径方向磁場成分の振幅と円周方向磁場成分の振幅との振幅比と、検出誤差との関係を示す図である。
【図２２】第２の実施形態に係る検出装置１の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る検出装置１を適用した電動パワーステアリング装置１００の断面図である。図２−１は、実施の形態に係る検出装置１の斜視図である。図２−２は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２００の概略構成の一例を示す図である。なお、図２−１においては、構成を分かり易くするために後述するフラットケーブルカバー５０およびベース６０の一部は省略して示している。
【００１４】
検出装置１は、ハウジング１１０に回転可能に支持された第１の回転軸１２０と、同じくハウジング１１０に回転可能に支持された第２の回転軸１３０との相対回転角度を検出すると共に第２の回転軸１３０の回転角度を検出する装置である。
ハウジング１１０は、例えば自動車などの乗り物の本体フレーム（以下、「車体」と称する場合もある。）に固定される部材であり、第１ハウジング１１１と第２ハウジング１１２とが、例えばボルトなどにより結合されて構成される。
第１の回転軸１２０は、例えばステアリングホイールが連結される回転軸であり、軸受１１３を介して第１ハウジング１１１に回転可能に支持されている。
【００１５】
第２の回転軸１３０は、トーションバー１４０を介して第１の回転軸１２０に同軸的に結合されていると共に軸受１１４を介して第２ハウジング１１２に回転可能に支持されている。また、第２の回転軸１３０に形成されたピニオン１３１が、車輪に連結されるラック軸（不図示）のラック（不図示）と噛み合っている。そして、第２の回転軸１３０の回転運動がピニオン１３１，ラックを介してラック軸の直線運動に変換され、車輪が操舵される。
また、第２の回転軸１３０には、例えば圧入などによりウォームホイール１５０が固定されている。このウォームホイール１５０は、第２ハウジング１１２に固定された電動モータ１６０の出力軸に連結されたウォームギヤ１６１と噛み合っている。
【００１６】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクが第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度として現れることに鑑み、この第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度を検出装置１にて検出する。そして、検出した相対回転角度に基づいて操舵トルクを把握し、把握した操舵トルクに基づいて電動モータ１６０を駆動し、電動モータ１６０の発生トルクをウォームギヤ１６１、ウォームホイール１５０を介して第２の回転軸１３０に伝達する。これにより、電動モータ１６０の発生トルクが、ステアリングホイールに加える運転者の操舵力をアシストする。
【００１７】
以下に、検出装置１について詳述する。
検出装置１は、第１の回転軸１２０に取り付けられる第１の磁石１０と、ハウジング１１０に固定される第１の歯車２０と、を有している。また、検出装置１は、第２の回転軸１３０の回転に伴い、第２の回転軸１３０の軸心を回転中心として公転しつつ第１の歯車２０と噛み合って自転する第２の歯車３０を有する。また、検出装置１は、第２の回転軸１３０の回転に伴い、第２の回転軸１３０の軸心を回転中心として公転しつつ第１の歯車２０と噛み合って自転し、第２の歯車３０の歯数とは異なる歯数の第３の歯車４０を有する。
【００１８】
第１の磁石１０は、円筒（ドーナツ）状であり、その内側に第１の回転軸１２０が嵌合されている。そして、第１の回転軸１２０の円周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置される（図１６参照）とともに円周方向に着磁されている。
第１の歯車２０は、フラットケーブルカバー５０の上部の内周面の全周に設けられた歯車である。フラットケーブルカバー５０が、ハウジング１１０の第２ハウジング１１２に固定されることで、第１の歯車２０は、ハウジング１１０に固定される。
【００１９】
フラットケーブルカバー５０をハウジング１１０に固定する態様としては、以下の態様を例示することができる。すなわち、フラットケーブルカバー５０の外周面に、円周方向に等間隔に複数個（本実施の形態においては９０度間隔に４個）の凸部５０ａを、外側に延出するように形成する。一方、ハウジング１１０の第２ハウジング１１２に、凸部５０ａが嵌合される凹部１１２ａを、凸部５０ａと同数個形成する。そして、フラットケーブルカバー５０の凸部５０ａを第２ハウジング１１２に形成した凹部１１２ａに嵌合することで、第２の回転軸１３０の回転方向の位置決めを行う。そして、第１ハウジング１１１でフラットケーブルカバー５０の上面を押さえることで第２の回転軸１３０の軸方向の位置決めを行う。
【００２０】
検出装置１は、第２の回転軸１３０に固定されて、第２の回転軸１３０と共に回転するベース６０を有している。そして、第２の歯車３０および第３の歯車４０が、ベース６０に回転可能に支持されている。言い換えれば、第２の歯車３０および第３の歯車４０は、ハウジング１１０に固定されるフラットケーブルカバー５０に対して、第２の回転軸１３０の軸心を回転中心として回転可能に設けられている。
第２の歯車３０の内側には、半円柱状のＮ極と半円柱状のＳ極とを有する円柱状の第２の磁石３０ａが例えばインサート成形により装着されている。また、第３の歯車４０の内側には、同じく半円柱状のＮ極と半円柱状のＳ極とを有する円柱状の第３の磁石４０ａが例えばインサート成形により装着されている。
【００２１】
第２の歯車３０を、ベース６０に回転可能に支持する態様としては、以下の態様を例示することができる。図１に示すように、ベース６０に円柱状の凹部６０ａを設け、凹部６０ａにベアリング６１を装着する。他方、第２の歯車３０の下面に円柱状の凸部３０ｂを設ける。そして、第２の歯車３０の凸部３０ｂを、ベアリング６１の内周面に嵌合する。または、第２の歯車３０の回転中心部に、つまり第２の磁石３０ａの中心部に非磁性体の回転軸を設け、この回転軸をベース６０に設けた軸受け（例えば、ベアリング）に嵌合してもよい。第３の歯車４０も上述した態様でベース６０に回転可能に支持する。
【００２２】
ベース６０には、配線パターン（不図示）が形成されたプリント基板７０が、第２の歯車３０および第３の歯車４０との間で所定の間隙を形成するように、例えばネジ止めなどにより装着されている。言い換えれば、プリント基板７０は、ハウジング１１０に固定されるフラットケーブルカバー５０に対して、第２の回転軸１３０の軸心を回転中心として回転可能に設けられている。
プリント基板７０には、図１，２に示すように、第１の回転軸１２０の半径方向には第１の磁石１０の外周面の外側であり、第１の回転軸１２０の軸方向には第１の磁石１０が設けられた領域内となるように相対角度センサ７１が装着されている。本実施の形態に係る相対角度センサ７１は、磁界によって抵抗値が変化することを利用した磁気センサであるＭＲセンサ（磁気抵抗素子）であることを例示することができる。そして、この相対角度センサ７１が、第１の磁石１０の磁場（第１の磁石１０から発生される磁界）に基づいて第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度を検出する相対角度検出手段を構成する。相対角度センサ７１および相対回転角度の検出手法については後で詳述する。
【００２３】
また、プリント基板７０には、第２の磁石３０ａの中央部と対向する位置に、第２の磁石３０ａとの間で所定の間隙を形成するように第１の回転角度センサ７２が装着されている。また、プリント基板７０には、第３の磁石４０ａの中央部と対向する位置に、第３の磁石４０ａとの間で所定の間隙を形成するように第２の回転角度センサ７３が装着されている。本実施の形態に係る第１，２の回転角度センサ７２，７３も、ＭＲセンサ（磁気抵抗素子）であることを例示することができる。そして、この第１，２の回転角度センサ７２，７３が、第２の歯車３０の自転の角度と第３の歯車４０の自転の角度とに基づいて第２の回転軸１３０の回転角度を検出する回転角度検出手段を構成する。検出手法については後で詳述する。
【００２４】
また、プリント基板７０には、配線パターンと電気的に接続されたコネクタ７４が取り付けられており、このコネクタ７４には、フラットケーブル８０の一方の先端部に設けられたコネクタ（不図示）が接続されている。フラットケーブル８０は、図２−１に示すように、ベース６０の下方であってフラットケーブルカバー５０の内側で渦状に巻かれている。そして、フラットケーブル８０の一方の先端部は、ベース６０に形成された孔を介してベース６０の上方のコネクタ７４に接続されている。また、フラットケーブル８０の他方の先端部は、フラットケーブルカバー５０に形成された孔を介してフラットケーブルカバー５０の内部から外部へ出され、フラットケーブルカバー５０の外側で、例えば電動パワーステアリング装置１００の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）２００のプリント基板（制御基板）に設けられたコネクタ（不図示）に接続される。ＥＣＵ２００は、各種演算処理を行うＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１にて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭ２０２と、ＣＰＵ２０１の作業用メモリ等として用いられるＲＡＭ２０３と、を備えている。
【００２５】
また、検出装置１は、相対角度センサ７１の検出値を基に第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度を演算する相対角度演算部２１０と、第１，第２の回転角度センサ７２，７３の検出値を基に第２の回転軸１３０の回転角度を演算する回転角度演算部２２０と、を備えている。相対角度演算部２１０は、上述した相対角度検出手段を構成し、回転角度演算部２２０は上述した回転角度検出手段を構成する。そして、これら相対角度演算部２１０および回転角度演算部２２０は、プリント基板７０とは別にフラットケーブルカバー５０の外側に設けたプリント基板（例えば上述したＥＣＵ２００に設けられた基板）に装着してもよいし、プリント基板７０に装着してもよい。図２−２においては、相対角度演算部２１０および回転角度演算部２２０が、ＥＣＵ２００に設けられた基板において構成されている態様を例示している。
【００２６】
相対角度演算部２１０および回転角度演算部２２０を、プリント基板７０とは別のプリント基板に装着する場合には、相対角度センサ７１、第１，第２の回転角度センサ７２，７３の検出値は、フラットケーブル８０を介して相対角度演算部２１０あるいは回転角度演算部２２０に出力されるようにする。また、相対角度演算部２１０および回転角度演算部２２０を、プリント基板７０に装着する場合には、相対角度演算部２１０および回転角度演算部２２０にて相対角度センサ７１、第１，第２の回転角度センサ７２，７３の検出値に基づいて相対回転角度あるいは回転角度を演算した後に、演算した結果を、フラットケーブル８０を介してＥＣＵ２００等に出力する。
【００２７】
以下に、本実施の形態に係る相対角度センサ７１、第１，第２の回転角度センサ７２，７３について説明する。
本実施の形態に係る相対角度センサ７１、第１，第２の回転角度センサ７２，７３は、磁場（磁界）によって抵抗値が変化することを利用したＭＲセンサ（磁気抵抗素子）である。
【００２８】
先ず、ＭＲセンサの動作原理について説明する。
ＭＲセンサは、Ｓｉ若しくはガラス基板と、その上に形成されたＮｉ−Ｆｅなどの強磁性金属を主成分とする合金の薄膜で構成されており、その薄膜強磁性金属の抵抗値は、特定方向の磁界の強度に応じて抵抗値が変化する。
【００２９】
図３は、薄膜強磁性金属に流す電流の方向と印加する磁界の方向とを示す図である。図４は、図３の状態で、磁界強度を変化させた場合の、磁界強度と薄膜強磁性金属の抵抗値との関係を示す図である。
図３に示すように、基板の上に矩形状に形成した薄膜強磁性金属に、矩形の長手方向、つまり図中Ｙ方向に電流を流す。一方、磁界Ｈを、電流方向（Ｙ方向）に対して垂直方向（図中Ｘ方向）に印加し、その状態で、磁界の強さを変更する。このときに、薄膜強磁性金属の抵抗値がどのように変化するかを示したのが図４である。
【００３０】
図４に示すように、磁界の強さを変化させたとしても、無磁界（磁界強度ゼロ）時からの抵抗値変化は最大で約３％となる。
以下では、抵抗値変化量(ΔＲ)が、近似的に「ΔＲ∝Ｈ２」の式で表すことができる領域外を「飽和感度領域」と称す。そして、飽和感度領域においては、ある磁界強度（以下、「規定磁界強度」と称す。）以上になると３％の抵抗値変化は変わらない。
【００３１】
図５は、薄膜強磁性金属に流す電流の方向と印加する磁界の方向とを示す図である。図６は、磁界の向きと薄膜強磁性金属の抵抗値との関係を示す図である。
図５のように、矩形状に形成した薄膜強磁性金属の矩形の長手方向、つまり図中Ｙ方向に電流を流し、磁界の方向として電流方向に対して角度変化θを与える。このとき、磁界の向きに起因する薄膜強磁性金属の抵抗値の変化を知るために、印加する磁界強度は、磁界強度に起因しては抵抗値が変化しない上述した規定磁界強度以上とする。
【００３２】
図６（ａ）に示すように、抵抗変化量は、電流方向と磁界の方向が垂直（θ＝９０度、２７０度）の時に最大となり、電流方向と磁界の方向が平行（θ＝０度、１８０度）の時に最小となる。かかる場合の抵抗値の最大の変化量をΔＲとすると、薄膜強磁性金属の抵抗値Ｒは、電流方向と磁界方向の角度成分として変化し、式（１）のように示され、図６（ｂ）に示すようになる。
Ｒ＝Ｒ０−ΔＲｓｉｎ２θ・・・（１）
ここで、Ｒ０は、規定磁界強度以上の磁界を電流方向と平行（θ＝０度あるいは１８０度）に印加した場合の抵抗値である。
式（１）により、規定磁界強度以上の磁界の方向は、薄膜強磁性金属の抵抗値を把握することで検出することができる。
【００３３】
次に、ＭＲセンサの検出原理について説明する。
図７は、規定磁界強度以上の磁界強度で磁界の方向を検出する原理を利用するＭＲセンサの一例を示す図である。
図７に示すＭＲセンサの薄膜強磁性金属は、縦方向が長くなるように形成された第１のエレメントＥ１と横方向が長くなるように形成された第２のエレメントＥ２とが直列に配置されている。
【００３４】
かかる形状の薄膜強磁性金属においては、第１のエレメントＥ１に対して最も大きな抵抗値変化を促す垂直方向の磁界は、第２のエレメントＥ２に対し最小の抵抗値変化の磁界方向となる。そして、第１のエレメントＥ１の抵抗値Ｒ１は式（２）、第２のエレメントＥ２の抵抗値Ｒ２は式（３）で与えられる。
Ｒ１＝Ｒ０−ΔＲｓｉｎ２θ・・・（２）
Ｒ２＝Ｒ０−ΔＲｃｏｓ２θ・・・（３）
【００３５】
図８は、図７に示すＭＲセンサの構成を等価回路で示した図である。
図７に示すようなエレメント構成のＭＲセンサの等価回路は図８に示すようになる。
図７，８に示すように、第１のエレメントＥ１の、第２のエレメントＥ２と接続されていない方の端部をグランド（Ｇｎｄ）とし、第２のエレメントＥ２の、第１のエレメントＥ１と接続されていない方の端部の出力電圧をＶｃｃとした場合に、第１のエレメントＥ１と第２のエレメントＥ２との接続部の出力電圧Ｖｏｕｔは式（４）で与えられる。
Ｖｏｕｔ＝（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））×Ｖｃｃ…（４）
【００３６】
式（４）に、式（２）、（３）を代入し整理すると、式（５）の通りとなる。
Ｖｏｕｔ＝Ｖｃｃ／２＋α×ｃｏｓ２θ…（５）
ここで、αは、α＝（ΔＲ／（２（２×Ｒ０−ΔＲ）））×Ｖｃｃである。
式（５）により、磁界の方向は、Ｖｏｕｔを検出することで把握することができる。
【００３７】
磁石が運動するときの磁界方向の変化とＭＲセンサの出力について説明する。
図９は、磁石が回転運動するときの磁界方向の変化とＭＲセンサの出力との関係を示す図である。
図９（ａ）に示すように、図７に示したＭＲセンサを、半円柱状のＮ極と半円柱状のＳ極からなる円柱状の磁石の中心軸方向の一方の面に対向するように配置する。その際、図９（ｂ）に示す磁石とＭＲセンサとのギャップＬは、ＭＲセンサに規定磁界強度以上の磁界強度が印加される距離とする。
【００３８】
そして、図９（ｃ）に示すように、磁石を、中心軸回りに、（ｉ）→（ｉｉ）→（ｉｉｉ）→（ｉｖ）→（ｉ）と回転させる。かかる場合、磁石にはＮ極からＳ極へ磁束線が出ており、この磁束線が磁界の方向となることから、ＭＲセンサには、磁石の向きに応じて図９（ｃ）に示した矢印の向きの磁界が印加されることとなる。つまり、磁石が１回転したとき、センサ面では磁界の方向が１回転する。
かかる場合、第１のエレメントＥ１と第２のエレメントＥ２との接続部の出力電圧Ｖｏｕｔの波形は、式（５）に示した「Ｖｏｕｔ＝Ｖｃｃ／２＋α×ｃｏｓ２θ」となり、図９（ｄ）に示すように２周期の波形となる。
【００３９】
図１０は、磁石が直線運動するときの磁界方向の変化とＭＲセンサの出力との関係を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、Ｎ極とＳ極が交互に配列された磁石に対して、図７に示したＭＲセンサを、規定磁界強度以上の磁界強度が印加されるギャップ（磁石とＭＲセンサとの距離）Ｌで、かつ磁界の方向変化がＭＲセンサのセンサ面に寄与するように配置する。
【００４０】
そして、磁石を、図１０（ａ）に示すように左方向に移動させる。そして、図１０（ｃ）に示すように、磁石を、Ｎ極中心からＳ極中心までの距離（以下、「着磁ピッチ」と称する場合もある。）λ移動させる。かかる場合、ＭＲセンサには、磁石の位置に応じて図１０（ｃ）に示した矢印の向きの磁界が印加されることとなり、磁石が着磁ピッチλを移動したとき、センサ面では磁界の方向が１／２回転する。ゆえに、第１のエレメントＥ１と第２のエレメントＥ２との接続部の出力電圧Ｖｏｕｔの波形は、式（５）に示した「Ｖｏｕｔ＝Ｖｃｃ／２＋α×ｃｏｓ２θ」より、図１０（ｄ）に示すように１周期の波形となる。
【００４１】
図１１は、ＭＲセンサの他の例を示す図である。
図７に示したエレメント構成の代わりに図１１（ａ）に示すようなエレメント構成にすれば、図１１（ｂ）に示すように、一般的に知られているホイートストン・ブリッジ（フルブリッジ）の構成にすることができる。ゆえに、図１１（ａ）に示すエレメント構成のＭＲセンサを用いることにより検出精度を高めることが可能となる。
【００４２】
磁石の運動の方向を検出する手法について説明する。
図６に示した磁界の向きと薄膜強磁性金属の抵抗値との関係および式（１）「Ｒ＝Ｒ０−ΔＲｓｉｎ２θ」からすると、図５で見た場合に、磁界の向きを電流の方向に対して時計回転方向に回転させても反時計回転方向に回転させても薄膜強磁性金属の抵抗値は同じである。ゆえに、薄膜強磁性金属の抵抗値を把握できても磁石の運動の方向は把握できない。
【００４３】
図１２は、磁石の運動方向を検知するのに用いる出力の組み合わせの一例を示す図である。図１２のように１／４周期の位相差を持った２つの出力を組み合わせることで磁石の運動方向の検知が可能となる。これらの出力を得る為には、図１０で示す（ｉ）と（ｉｉ）又は（ｉ）と（ｉｖ）の位相関係となるように、二つのＭＲセンサを配置すればよい。
【００４４】
図１３は、ＭＲセンサの配置の例を示す図である。図１３に示すように２つのＭＲセンサを重ね、一方のセンサを他方のセンサに対して４５度に傾けて配置することも好適である。
図１４は、ＭＲセンサの他の例を示す図である。図１４（ａ）に示すように、２組のフルブリッジ構成のエレメントを互いに４５度傾けて一つの基板上に形成し、図１４（ｂ）に示すような等価回路となるエレメント構成にすることも好適である。これにより、一つのＭＲセンサで、図１４（ｃ）に示すように、正確な正弦波、余弦波の出力が可能となる。それゆえ、図１４に示すエレメント構成のＭＲセンサの出力値により、ＭＲセンサに対する磁石の運動方向及び運動量を把握することができる。
【００４５】
上述したＭＲセンサの特性に鑑み、本実施の形態に係る検出装置１においては、相対角度センサ７１、第１，第２の回転角度センサ７２，７３として、以下に述べるＭＲセンサを用いる。
先ず、相対角度センサ７１として、図１４に示すエレメント構成のＭＲセンサを用いる。相対角度センサ７１は、上述したように、第１の磁石１０の外周面に対して垂直に配置され、第２の回転軸１３０の軸方向の位置は、第１の磁石１０の領域内である。それゆえ、かかる場合には、第１の回転軸１２０と共に回転する第１の磁石１０の磁場により、相対角度センサ７１には、第１の磁石１０の位置に応じて、図１０（ｃ）に示すような磁場方向の変化となる。
【００４６】
その結果、第１の磁石１０が着磁ピッチλを移動（回転）したとき、相対角度センサ７１の感磁面では磁場の方向が１／２回転すると共に、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢは、それぞれ図１４（ｃ）に示すような１／４周期の位相差となる余弦曲線（余弦波）および正弦曲線（正弦波）となる。それゆえ、相対角度演算部２１０は、相対角度センサ７１の出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢを基に、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを以下の式（６）を用いて演算することができる。
θ＝ａｒｃｔａｎ（ＶｏｕｔＢ／ＶｏｕｔＡ）…（６）
なお、相対角度センサ７１の感磁面とは、相対角度センサ７１において磁場を検出することができる面のことである。
【００４７】
このように、相対角度センサ７１の、一つの基板上に互いに４５度傾けて形成された２組のフルブリッジ構成のエレメントのうちのいずれか一方のフルブリッジ構成のエレメントが第１の磁場検出手段の一例として機能し、２組のフルブリッジ構成のエレメントのうちの他方のフルブリッジ構成のエレメントが第２の磁場検出手段の一例として機能する。
【００４８】
また、第１の回転角度センサ７２および第２の回転角度センサ７３として、図１１（ａ）に示すエレメント構成のＭＲセンサを用いる。そして、第１の回転角度センサ７２を、エレメントと円柱状の第２の磁石３０ａの上面とが対向するように配置する。また、第２の回転角度センサ７３を、エレメントと円柱状の第３の磁石４０ａの上面とが対向するように配置する。
【００４９】
かかる場合には、図９（ｃ）に示すような第１，第２の回転角度センサ７２，７３に対する磁場方向となり、Ｖｏｕｔの出力波形と磁場方向との関係は図９（ｄ）に示すような波形となる。それゆえ、第１，第２の回転角度センサ７２，７３の検出値により第２，第３の歯車３０，４０の回転角度を把握することができる。
さらに、第１の歯車２０の歯数と第２の歯車３０の歯数との関係、第１の歯車２０の歯数と第３の歯車４０の歯数との関係を考慮すると共に、第２の歯車３０の歯数と第３の歯車４０の歯数とが異なる点を考慮すると、図１５に示すような、第２の回転軸１３０の回転角度と、第２，３の歯車３０，４０の回転角度との関係を示す図を得ることができる。
それゆえ、回転角度演算部２２０は、上記事項を基に、第２の歯車３０の回転角度と第３の歯車４０の回転角度との角度差に基づいて第２の回転軸１３０の回転角度を演算することができる。
【００５０】
上述のように構成された検出装置１は、以下のように機能する。
すなわち、利用者がステアリングホイールを回転すると、これに伴って第１の回転軸１２０が回転し、トーションバー１４０が捩れる。そして、第２の回転軸１３０が第１の回転軸１２０より少し遅れて回転する。この遅れは、トーションバー１４０に連結された第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との回転角度の差となって現れる。
この回転角度の差を、相対角度演算部２１０が、相対角度センサ７１からの出力値および式（６）を用いて演算することにより、検出装置１は、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度及び捩れ方向、つまりはステアリングホイールに加わるトルクの大きさ及び向きを検出することが可能となる。
【００５１】
また、ステアリングホイールを回転するのに伴って第２の回転軸１３０が回転すると、第１の歯車２０に噛み合う第２の歯車３０及び第３の歯車４０が、第２の回転軸１３０の軸心を回転中心として公転しつつ自転する。そして、これらの回転に連動して、第２の磁石３０ａおよび第３の磁石４０ａも回転する。これら第２，第３の磁石３０ａ，４０ａの回転を第１，第２の回転角度センサ７２，７３が検出する。
そして、回転角度演算部２２０が、第１，第２の回転角度センサ７２，７３の出力信号に基づいて演算することにより、検出装置１は、第２の回転軸１３０の回転角度、つまりはステアリングホイールの回転角度（舵角）を検出することが可能となる。
【００５２】
また、上述のように構成された検出装置１を組み付ける際には、フラットケーブルカバー５０と、プリント基板７０を取り付けたベース６０と、フラットケーブルカバー５０とベース６０との間に収容するフラットケーブル８０と、を予めユニット化しておく。そして、そのユニットを、第２の回転軸１３０が組み付けられた第２ハウジング１１２に、フラットケーブルカバー５０の凸部５０ａが第２ハウジング１１２の凹部１１２ａに嵌るように取り付ける。その際、ベース６０を、第２の回転軸１３０に連結する。
このように、検出装置１を予めユニット化が可能な構造とすることで組み付け性を向上させることができる。
【００５３】
また、フラットケーブルカバー５０の内側に第１の歯車２０を設け、フラットケーブルカバー５０の内側に、第１の歯車２０と噛み合いつつ自転及び公転を行う第２，第３の歯車３０，４０を設けている。そして、第２，第３の歯車３０，４０の回転角度を検出することで第２の回転軸１３０の回転角度を検出する。また、フラットケーブルカバー５０の内側に配置された相対角度センサ７１の出力値に基づいて第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度を検出する。これにより、検出装置１のコンパクト化を実現している。
【００５４】
また、以上のように構成された検出装置１は、さらに、相対角度センサ７１の感磁面内で直交する磁場成分同士の振幅の大きさが異なる場合でも、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θの検出誤差を抑制でき、相対回転角度θを精度高く検出することができる機能を有している。
以下に、かかる点について詳細に説明する。
【００５５】
＜第1の実施形態＞
図１６は、相対角度センサ７１の感磁面における磁場成分を示す図である。
相対角度センサ７１の感磁面内で直交する、第１の回転軸１２０の回転半径方向の磁場成分を半径方向磁場成分Ｂｒ、第１の回転軸１２０の円周方向の磁場成分を円周方向磁場成分Ｂθとする。これら半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と円周方向磁場成分Ｂθの振幅との大きさが等しい場合には、相対角度センサ７１からの出力値である、ＶｏｕｔＡとＶｏｕｔＢは、それぞれきれいな余弦曲線、正弦曲線を描く（図１４（ｃ）参照）。それゆえ、これらの出力値を基に第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを演算することで、検出装置１は精度高く相対回転角度θを検出することが可能となる。
【００５６】
しかしながら、半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と円周方向磁場成分Ｂθの振幅との大きさが異なるおそれがあり、かかる場合には、相対角度センサ７１からの出力値であるＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢに歪みが生じ、検出誤差が生じるおそれがある。
図１７（ａ）は、着磁ピッチλの２倍分の半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθを示す図であり、それらの振幅が異なる場合を例示した図である。図１７（ｂ）は、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθが図１７（ａ）に示すように変化する場合の、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢを示す図である。図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）に示すような出力値ＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢが得られた場合の、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θの演算結果である。
【００５７】
図１７（ａ）に示すように、余弦曲線で示した半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と正弦曲線で示した円周方向磁場成分Ｂθの振幅とが異なる場合、図１７（ｂ）に示すように相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢの曲線形状に歪みが生じる。つまり、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢが、半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と円周方向磁場成分Ｂθの振幅とが等しい場合の出力値ＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢからずれてしまう。
その結果、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θの演算結果（θ＝ａｒｃｔａｎ（ＶｏｕｔＢ／ＶｏｕｔＡ））が図１７（ｃ）に示すような曲線となり、半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と円周方向磁場成分Ｂθの振幅とが等しい場合の出力値ＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢを基に演算した結果である直線とは異なってしまう。それゆえ、半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と円周方向磁場成分Ｂθの振幅が異なる場合には検出誤差が生じるおそれがある。
【００５８】
これに対して、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値をオフセットさせ、オフセットさせた値を用いて演算することで、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθとの振幅差に起因する演算結果の歪みと逆位相の歪みを発生させることができ、演算結果の検出誤差を抑制させることが可能であることを見出した。
より具体的には、検出装置１は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値に、後述する予め定められた値を加算する、または一方の出力値から予め定められた値を減算することによりこの一方の出力値を補正する補正部３００（図２−２参照）を有する。そして、相対角度演算部２１０は、補正部３００から出力された、加算または減算後の一方の出力値と、相対角度センサ７１から出力された他方の出力値とに基づいて第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを演算する。なお、図２−２においては、補正部３００が、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡを補正する態様について例示している。
【００５９】
図１８（ａ）は、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθとの振幅が等しいとした場合に、補正部３００から出力された減算後の値ＶｏｕｔＡ´と、相対角度センサ７１からの出力値であるＶｏｕｔＢとを示す図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すような出力値ＶｏｕｔＡ´、ＶｏｕｔＢが得られた場合の、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θの演算結果である。
【００６０】
図１８（ａ）には、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθとの振幅が等しいとした場合に、補正部３００が、相対角度センサ７１からの出力値であるＶｏｕｔＡから予め定められた値を減算した値であるＶｏｕｔＡ´と、補正部３００にて補正しない、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢとを示している。
そして、相対角度演算部２１０が、補正部３００からの出力値ＶｏｕｔＡ´と相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢとに基づいて演算した第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θ（θ＝ａｒｃｔａｎ（ＶｏｕｔＢ／ＶｏｕｔＡ´））が、図１８（ｂ）に示した曲線である。図１８（ｂ）に示した曲線を見ると、図１７（ｃ）に示した曲線と逆位相の歪みが生じているのが分かる。
【００６１】
図１９（ａ）は、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθとの振幅が異なる場合に、補正部３００から出力された減算後の値ＶｏｕｔＡ´と、相対角度センサ７１からの出力値であるＶｏｕｔＢとを示す図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に示すような出力値ＶｏｕｔＡ´、ＶｏｕｔＢが得られた場合の、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θの演算結果である。
【００６２】
次に、図１９（ａ）には、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθとの振幅が異なる場合に、補正部３００が、相対角度センサ７１からの出力値であるＶｏｕｔＡから予め定められた値を減算した値であるＶｏｕｔＡ´と、補正部３００にて補正しない、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢとを示している。
そして、相対角度演算部２１０が、補正部３００からの出力値ＶｏｕｔＡ´と相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢとに基づいて演算した第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θ（θ＝ａｒｃｔａｎ（ＶｏｕｔＢ／ＶｏｕｔＡ´））が、図１９（ｂ）に示した線である。図１９（ｂ）を見ると、演算した相対回転角度θを結ぶ線は、ほぼ直線であることが分かる。
【００６３】
以上のことから、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡから予め定められた値を減算する補正を行うことで、つまり相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡをマイナス方向にオフセットさせることで、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθとの振幅差に起因する演算した相対回転角度θの歪みが相殺され、相対回転角度θの検出誤差を抑制させることが可能となることが分かる。
【００６４】
なお、図１８、図１９を用いて説明した、上記具体例においては、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡをオフセットさせることで、半径方向磁場成分Ｂｒと円周方向磁場成分Ｂθとの振幅差に起因する相対回転角度θの歪みを相殺する態様について説明したが、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢの方をオフセットさせてもよい。かかる場合には、補正部３００は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢの方を補正する。そして、補正部３００にて補正したＶｏｕｔＢ´と相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡとの相対関係が、図１９（ａ）に示すような相対関係となるように、補正部３００にて、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢに、予め定められた値を加算することが好適である。
【００６５】
次に、補正部３００が、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値をオフセットさせる方向および量、つまり一方の出力値に加算するのか減算するのか、および加算または減算する予め定められた値について説明する。
図２０は、半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と円周方向磁場成分Ｂθの振幅との振幅比Ｂｒ／Ｂθと、オフセット係数Ｋａとの関係を示す図である。
【００６６】
相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡの振幅をＣａ、オフセット値をＤａとおき、出力値ＶｏｕｔＢの振幅をＣｂ、オフセット値をＤｂとする。振幅ＣａとＣｂとは相対角度センサ７１の特性で決定される。ＣａとＣｂの差はほとんど無いことからＣａ＝Ｃｂ＝Ｃとし、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡをオフセットする場合のオフセット係数ＫａをＤａ／Ｃ、出力値ＶｏｕｔＢをオフセットする場合のオフセット係数ＫｂをＤｂ／Ｃとする。そして、図２０に示すような、振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数ＫａあるいはＫｂとの関係を予め導き出しておき（図２０においては振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋａとの関係を例示している）、この関係と振幅比Ｂｒ／Ｂθとに基づいてオフセット係数ＫａあるいはＫｂを決定する。その後、決定したオフセット係数ＫａあるいはＫｂと振幅Ｃとによりオフセット値ＤａあるいはＤｂを決定する。このように、オフセット値は、振幅比Ｂｒ／Ｂθと、オフセットする、出力値ＶｏｕｔＡまたはＶｏｕｔＢの振幅とに応じて決定する。そして、オフセット値ＤａあるいはＤｂの符号がオフセットさせる方向を示し、オフセット値ＤａあるいはＤｂの絶対値がその方向にオフセットさせるべき予め定められた値となる。
【００６７】
例えば、振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．２である場合、図２０により、オフセット係数Ｋａを−０．２と決定する。そして、オフセット値ＤａをＫａ×Ｃａ-＝−０．２×Ｃａと決定する。
このように決定した場合には、補正部３００は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡを、マイナス方向に振幅Ｃａの２０％分オフセットし、オフセットした値を出力することとなる。言い換えれば、補正部３００により、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡから、振幅Ｃａの２０％が減算され、減算後の値が出力されることとなる。
なお、振幅Ｃａは、上述したように相対角度センサ７１の特性で決定され、設計段階で把握することが可能であるので、オフセット値Ｄａの具体的な値も設計段階で求めることができる。
【００６８】
また、例えば、振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．２である場合、予め定めた、振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋｂとの関係にしたがって、オフセット係数Ｋｂを０．２と決定し、オフセット値ＤｂをＫｂ×Ｃｂ-＝０．２×Ｃｂと決定してもよい。
このように決定した場合には、補正部３００は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢを、プラス方向に振幅Ｃｂの２０％分オフセットし、オフセットした値を出力することとなる。言い換えれば、補正部３００により、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢに、振幅Ｃｂの２０％が加算され、加算後の値が出力されることとなる。
振幅Ｃｂも、上述したように相対角度センサ７１の特性で決定され、設計段階で把握することが可能であるので、オフセット値Ｄｂの具体的な値も設計段階で求めることができる。
【００６９】
なお、オフセットの方向および量、言い換えれば相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値から減算するのか加算するのか、およびその減算あるいは加算する値の決定は、以下の段階で決定することを例示することができる。
すなわち、検出装置１を乗り物に組み付けた後、その乗り物がユーザに使用される前の段階、好ましくは検出装置１を乗り物に組み付けた後の検査工程における調整段階に決定する。決定するにあたって、先ず、相対角度センサ７１の感磁面における半径方向磁場成分Ｂｒの振幅および円周方向磁場成分Ｂθの振幅を計測する。そして、これらの振幅比Ｂｒ／Ｂθと、図２０に示した関係などから、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値のオフセット係数ＫａあるいはＫｂを決定する。そして、オフセット係数ＫａあるいはＫｂと、相対角度センサ７１の特性で定まる出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢの振幅Ｃとからオフセットの方向および量を決定する。
あるいは、使用する第１の磁石１０および相対角度センサ７１の特性、および第１の磁石１０と相対角度センサ７１との相対配置位置は、設計段階で決定されるので、設計段階において出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢの内、いずれの出力値をオフセットするのか、およびオフセットの方向および量を決定してもよい。
【００７０】
図２１は、半径方向磁場成分Ｂｒの振幅と円周方向磁場成分Ｂθの振幅との振幅比Ｂｒ／Ｂθと、検出誤差との関係を示す図である。
図２１においては、補正部３００にて相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値を補正（オフセット）した値を用いて演算する場合の検出装置１による相対回転角度θの検出誤差を実線で示した線Ａで、補正部３００にて補正（オフセット）せずに相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢをそのまま用いて演算する場合の検出装置１による相対回転角度θの検出誤差を破線で示した線Ｂで示している。
【００７１】
図２１における線Ａは、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡを、図２０に示した振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋａとの関係から導き出されるオフセット係数Ｋａを用いて定めた分を補正部３００にて補正した値を用いて演算する場合の検出装置１による相対回転角度θの検出誤差を示している。図２０に示した、振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋａとの関係を示す線は、両者の理想的な関係を示す線である。そして、この理想的な関係に基づいて定めたオフセット係数Ｋａを用いて定めたオフセット値Ｄａの分、補正し、補正した値に基づいて相対回転角度θを演算した場合の検出誤差を示したのが図２１における線Ａである。つまり、補正部３００による補正を、理想的な関係に基づいて定めたオフセット係数Ｋａを用いて定めたオフセット値Ｄａに基づくことで、図２１における線Ａと線Ｂとの差分の検出誤差を抑制することが可能となる。
【００７２】
このことは、言い換えると、補正をしない場合の検出誤差が図２１における線Ｂとなり、オフセットさせる量を、理想的な関係に基づいて定めたオフセット係数Ｋａを用いて定めたオフセット値Ｄａの絶対値まで増加していくにしたがって、検出誤差が線Ｂの値から小さくなることを示している。すなわち、補正部３００にて、理想的な関係に基づいて定めたオフセット係数Ｋａにより定まるオフセット方向に、少しでもオフセットさせることで、検出誤差をオフセットしない場合よりも小さくすることができる。
【００７３】
また、オフセットさせる量を、理想的な関係に基づいて定めたオフセット係数Ｋａを用いて定めたオフセット値Ｄａの絶対値を超えて増加していくと、検出誤差が線Ａの値から逆に大きくなる。そして、オフセットさせる量を大きくし過ぎると、検出誤差が、オフセットしない場合よりも、つまり線Ｂの値よりも逆に大きくなってしまう。すなわち、この検出誤差をオフセットしない場合よりも大きくさせてしまうオフセットの量を許容限度量とすると、オフセットさせる量が、理想的な関係に基づいて定めたオフセット係数Ｋａを用いて定めたオフセット値Ｄａの絶対値を超えたとしても許容限度量未満であるなら、検出誤差がオフセットしない場合よりも小さくなる。このオフセットさせる量が許容限度量となるオフセット係数Ｋａを許容限度オフセット係数Ｋａｍａｘとすると、許容限度オフセット係数Ｋａｍａｘは、振幅比Ｂｒ／Ｂθに応じて定まるものであり、例えば、振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．０５である場合には−０．１、振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．６５である場合には−０．７４である。振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．０５より大きく１．６５より小さい範囲においては、振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋａとの理想的な関係と同様に振幅比Ｂｒ／Ｂθに応じた値となり、−０．１より小さく−０．７４より大きな値となる。
【００７４】
なお、参考までに、検出誤差を、オフセットしない場合の検出誤差よりもより小さくするためには、オフセット係数Ｋａを、例えば振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．０５である場合には−０．０７〜−０．０２、振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．６５である場合には−０．６１〜−０．２５とすることが好適である。また、オフセット係数Ｋａは、振幅比Ｂｒ／Ｂθが１．０５より大きく１．６５より小さい範囲においては、−０．０２と−０．２５とを通る、振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋａとの理想的な関係と同様な曲線と、−０．０７と−０．６１とを通る理想的な関係と同様な曲線とで囲まれる領域内の値であることが好適である。
【００７５】
なお、上述した補正部３００は、ハードウェア的にもソフトウェア的にも構成することができる。例えば、ＭＲセンサ（磁気抵抗素子）と演算素子とを１パッケージにしたセンサＩＣなどの製品を用いる。かかる場合には、演算素子が補正部３００として機能する。この１パッケージにしたセンサＩＣにおいては、ＭＲセンサ（磁気抵抗素子）の校正の目的からＭＲセンサ（磁気抵抗素子）の出力をオフセット出来る機能を持つものもあり、このような製品においては、その機能を用いることで補正部３００を備える分のコスト上昇を防ぐことが可能となる。そして、ＭＲセンサと演算素子とを１パッケージにしたセンサＩＣを用いる場合には、例えば設計段階あるいは検査工程における調整段階において決定した、出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢの内、いずれの出力値をオフセットするのか、およびオフセットの方向および量を、補正部３００として機能する演算素子にセッティングし、セッティングしたセンサＩＣを乗り物に組み付ければよい。かかる場合には、相対角度演算部２１０は、センサＩＣから出力された、加算または減算後の一方の出力値と、加算および減算をしない他方の出力値とに基づいて第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを演算する。
また、補正部３００を、相対角度演算部２１０が配置されたプリント基板に設けてもよい。例えば、ＥＣＵ２００が相対角度演算部２１０として機能する場合には、ＥＣＵ２００が補正部３００として機能してもよい。図２−２においては、ＥＣＵ２００が補正部３００としても機能する態様について例示している。かかる場合には、例えば設計段階あるいは検査工程における調整段階において出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢの内、いずれの出力値をオフセットするのか、そのオフセットの方向および量を決定する。そして、ＥＣＵ２００のＲＯＭ２０２に、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値に、予め定められた値を加算する、または一方の出力値から予め定められた値を減算することにより、この一方の出力値を補正する演算プログラムを記憶する。そして、乗り物に組み付けた後において、ＣＰＵ２０１が、この演算プログラムにより、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値を補正する。その後、相対角度演算部２１０は、出力された、加算または減算後の一方の出力値と、相対角度センサ７１から出力された通りの他方の出力値とに基づいて第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを演算する。
【００７６】
以上のことより、本実施の形態に係る検出装置１によれば、第１の磁石１０と相対角度センサ７１との相対位置が、相対角度センサ７１の感磁面で直交する磁場成分同士の振幅の大きさが異なる位置であるとしても、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを精度高く検出することができる。それゆえ、相対角度センサ７１の感磁面で直交する磁場成分同士の振幅を合わせる必要がない。そのため、第１の磁石１０と相対角度センサ７１との相対位置を自由に設定することができるので、レイアウトの自由度を高めることができるとともに、相対角度センサ７１を第１の磁石１０に近づけたレイアウトにすることができるので装置のコンパクト化を図ることができる。また、検出装置１を車体に組み付ける際に、精度高く位置決めする必要がないので、製造効率を高めることが可能となる。また、相対角度センサ７１を第１の回転軸１２０の軸心方向に備えることなく精度高く相対回転角度θを検出することができることも、レイアウトの自由度を高めることができるとともに装置のコンパクト化を実現できる。
【００７７】
また、上述した、相対角度センサ７１からの出力値をオフセットさせ、オフセットさせた値を相対回転角度θの演算に用いるという相対角度検出方法は、第１の磁石１０の特性に拘わらず用いることができる。したがって、第１の磁石１０の形状、材料などが変更になるとしても、その他の部品を変更する必要がない。それゆえ、乗り物の種類に応じて第１の磁石１０の仕様を変更することに伴うその他の部品の仕様変更を抑制することができる。
また、本実施の形態に係る検出装置１によれば、第１の磁石１０の磁場如何に関わらず精度高く検出することができるので、第１の磁石１０として、形成される磁場にあまりバラツキが生じない高価な磁石を用いなくてもよい。つまりは、第１の磁石１０として、安価な磁石を用いても精度高く検出することができるので、装置の低廉化を実現できる。
【００７８】
また、上述した、相対角度センサ７１からの２つの出力値のいずれか一方の出力値をオフセットさせ、オフセットさせた値を相対回転角度θの演算に用いるという相対角度検出方法を、本実施の形態に係る検出装置１に適用させ、第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度を精度高く検出しているが、かかる方法は、例えばハウジングに回転可能に支持された回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置にも適用できることは言うまでもない。
すなわち、回転体の一例としての第１の回転軸１２０に第１の磁石１０を取り付け、第１の磁場検出手段および第２の磁場検出手段の一例としての相対角度センサ７１をハウジング１１０に取り付ける。そして、相対角度センサ７１からの２つの出力値のいずれか一方の出力値をオフセットさせ、オフセットさせた値を第１の回転軸１２０の回転角度の演算に用いることで、第１の回転軸１２０の回転角度を精度高く検出することが可能となる。
【００７９】
また、上述では、２つの出力値のいずれか一方の出力値をオフセットさせ、オフセットさせた値を相対回転角度θの演算に用いるという相対角度検出方法を、単体で２つの出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢを出力する相対角度センサ７１を備える検出装置１に適用した場合について述べたが、位相が異なる出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢをそれぞれ出力する２つのＭＲセンサを備える装置に適用できることは言うまでもない。かかる場合には、２つのＭＲセンサのうちのいずれか一方のＭＲセンサが第１の磁場検出手段の一例として機能し、２つのＭＲセンサのうちの他方のＭＲセンサが第２の磁場検出手段の一例として機能する。
【００８０】
＜第２の実施形態＞
上述した第1の実施形態に係る検出装置１においては、補正部３００が相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値を補正するために定められるオフセットの方向および量が、固定されている態様について述べた。しかしながら、このオフセットの方向および量を、状況に応じて変更してもよい。第２の実施形態に係る検出装置１は、オフセットの方向および量を、状況に応じて変更する点に特徴がある。以下では、第１の実施形態との差異点について述べ、同じ構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００８１】
図２２は、第２の実施形態に係る検出装置１の概略構成を示す図である。
ＥＣＵ２００は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値を補正する補正部３００と、補正部３００にて補正した後の一方の出力値と補正部３００にて補正を行わない他方の出力値とに基づいて第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを演算する相対角度演算部２１０とを備えている。本実施形態においては、設計段階あるいは検査工程における調整段階において相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢの内、いずれの出力値をオフセットするのかを決定し、そのオフセットの方向および量を定める補正値を、相対角度センサ７１がおかれた環境の変化に応じて変更する。図２２においては、補正部３００が、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡを補正する態様を例示している。
そして、ＥＣＵ２００は、補正部３００が補正するのに用いる補正値を決定する補正値決定部３１０と、補正値決定部３１０が補正値を決定するにあたって用いる補正値調整量を決定する補正値調整量決定部３２０と、を備えている。補正値調整量は、補正部３００が補正するのに用いる補正値を、相対角度センサ７１がおかれた環境の変化に応じて調整する役割を担っている。
【００８２】
第２の実施形態に係る検出装置１においても、第１の実施形態に係る検出装置１と同様にオフセット係数ＫａあるいはＫｂを定める。つまり、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡの振幅をＣａ、オフセット値をＤａとおき、出力値ＶｏｕｔＢの振幅をＣｂ、オフセット値をＤｂとする。振幅ＣａとＣｂとは相対角度センサ７１の特性で決定される。ＣａとＣｂの差はほとんど無いことからＣａ＝Ｃｂ＝Ｃとし、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡをオフセットする場合のオフセット係数ＫａをＤａ／Ｃ、出力値ＶｏｕｔＢをオフセットする場合のオフセット係数ＫｂをＤｂ／Ｃとする。そして、図２０に示すような振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋａ、あるいは振幅比Ｂｒ／Ｂθとオフセット係数Ｋｂとの関係を予め導き出しておき、この関係と振幅比Ｂｒ／Ｂθとに基づいてオフセット係数ＫａあるいはＫｂを決定する。ただし、上述したように使用する第１の磁石１０および相対角度センサ７１の特性、および第１の磁石１０と相対角度センサ７１との相対配置位置は、設計段階あるいは検査工程における調整段階で決定されるので、設計段階あるいは検査工程における調整段階において出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢの内、いずれの出力値をオフセットするのか、およびオフセットする出力値のオフセット係数ＫａあるいはＫｂを決定する。そして、決定したオフセット係数ＫａあるいはＫｂを、ＲＯＭ２０２に記憶しておく。
【００８３】
次に、補正値決定部３１０および補正値調整量決定部３２０について説明する。
以下では、先ず、設計段階あるいは検査工程における調整段階において出力値ＶｏｕｔＡをオフセットすると決定し、そのオフセット係数Ｋａを決定している場合について説明する。
上述したように、Ｋａ＝Ｄａ／Ｃであるので、Ｄａ＝Ｃ×Ｋａである。つまり、オフセット値Ｄａは、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢの振幅Ｃとオフセット係数Ｋａとに応じた値となる。そして、オフセット係数Ｋａは、設計段階あるいは検査工程における調整段階において定められ、ＲＯＭ２０２に記憶されているので、検出装置１が組み込まれた後においては、オフセット値Ｄａは、振幅Ｃに応じて変化する。
ここで、振幅Ｃは、上述したように相対角度センサ７１の特性で決定されるが、相対角度センサ７１の特性上、振幅Ｃは、相対角度センサ７１がおかれた環境の温度が変化するのに応じて変化する。そのため、相対角度センサ７１がおかれた環境の温度に応じてオフセット値Ｄａが変化する。
一方で、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡ，ＶｏｕｔＢは、１／４周期の位相差となる余弦曲線（余弦波）および正弦曲線（正弦波）である。また、両出力値の振幅はほとんど同じ振幅Ｃである。それゆえ、相対角度センサ７１に対して第１の磁石１０が相対的に回転したとしても、ＶｏｕｔＡ２＋ＶｏｕｔＢ２の値は常に一定となり、ＶｏｕｔＡ２＋ＶｏｕｔＢ２＝Ｃ２となる。これにより、Ｃ＝（ＶｏｕｔＡ２＋ＶｏｕｔＢ２）１／２であり、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢを基に振幅Ｃを算出することが可能である。つまり、Ｃ＝（ＶｏｕｔＡ２＋ＶｏｕｔＢ２）１／２により、相対角度センサ７１の温度に応じて変化する振幅Ｃを算出することが可能である。
以上の事項に鑑み、補正値調整量決定部３２０は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢを基に、補正値調整量の一例としての振幅Ｃを算出する。そして、補正値決定部３１０は、補正値調整量決定部３２０が算出した振幅Ｃと、予めＲＯＭ２０２に記憶されたオフセット係数Ｋａとを乗算することにより、補正値の一例としてのオフセット値Ｄａを算出する。そして、算出したオフセット値Ｄａを、補正部３００に出力する。
【００８４】
そして、補正部３００は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡに、補正値決定部３１０が算出したオフセット値Ｄａを加算した値であるＶｏｕｔＡ´を出力する。図２０に示すように、オフセット係数Ｋａが負の値である場合には、補正部３００は、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡを、マイナス方向にオフセット値Ｄａの絶対値分オフセットし、オフセットした値を出力することとなる。言い換えれば、補正部３００により、相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡから、オフセット値Ｄａの絶対値が減算され、減算後の値がＶｏｕｔＡ´として出力されることとなる。
【００８５】
そして、相対角度演算部２１０が、補正部３００からの出力値ＶｏｕｔＡ´と相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＢとに基づいて第１の回転軸１２０と第２の回転軸１３０との相対回転角度θを演算する（θ＝ａｒｃｔａｎ（ＶｏｕｔＢ／ＶｏｕｔＡ´））。
以上説明した、第２の実施形態に係る検出装置１によれば、相対角度センサ７１がおかれた環境の変化に応じた補正値が決定され、その補正値に基づいて相対角度センサ７１からの出力値ＶｏｕｔＡおよびＶｏｕｔＢのいずれか一方の出力値が補正され、補正後の一方の出力値に基づいて相対回転角度θを演算するので、より精度高く相対回転角度θを演算することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…検出装置、１０…第１の磁石、２０…第１の歯車、３０…第２の歯車、４０…第３の歯車、５０…フラットケーブルカバー、６０…ベース、７０…プリント基板、７１…相対角度センサ、７２…第１の回転角度センサ、７３…第２の回転角度センサ、８０…フラットケーブル、１００…電動パワーステアリング装置、１１０…ハウジング、１２０…第１の回転軸、１３０…第２の回転軸、１４０…トーションバー、１５０…ウォームホイール、１６０…電動モータ、２００…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２１０…相対角度演算部、２２０…回転角度演算部、３００…補正部
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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