(57)【要約】【課題】地磁気の影響がより抑制された状態で動作することが可能なステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置１は、ステアリングシャフト１１と、操舵部品２の操作をアシストする電動モータ２１と、操舵トルクを第１検出信号Ｓ１として生成するトルク検出装置３０と、ステアリングシャフトおよびその周囲の磁界を第２検出信号Ｓ２として生成する補償センサ８０とを有する。ステアリング装置１は、第１検出信号Ｓ１と第２検出信号Ｓ２との相関情報に基づく信号補正演算式に基づいて第１検出信号Ｓ１および第２検出信号Ｓ２からステアリングシャフト１１およびその周囲の磁界の影響を低減した出力信号を生成する。そして、ステアリング装置１は、出力信号に基づいて電動モータ２１を駆動する。【選択図】図１
2014102145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部品の操作により回転するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを回転させる力を前記ステアリングシャフトに付与することにより前記操舵部品の操作をアシストする電動モータと、
前記ステアリングシャフトと一体に回転する永久磁石、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化するヨーク、および前記永久磁石および前記ヨークにより形成される磁気回路の磁束を第１検出信号として生成する磁気検出部を有する磁気検出装置と、
地磁気を含む外部磁界の磁束を第２検出信号として生成する補償センサと、
前記第１検出信号と前記第２検出信号との相関情報に基づく信号補正演算式またはマップを用いて前記第１検出信号および前記第２検出信号に基づいて前記外部磁界の影響を低減した出力信号を生成する出力信号生成部と、
前記出力信号に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動部と
を備えるステアリング装置。
【請求項２】
操舵部品の操作により回転するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを回転させる力を前記ステアリングシャフトに付与することにより前記操舵部品の操作をアシストする電動モータと、
前記ステアリングシャフトと一体に回転する永久磁石、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化するヨーク、および前記永久磁石および前記ヨークにより形成される磁気回路の磁束を検出信号として生成する磁気検出部を有する磁気検出装置と、
車両の向きを示す車両方向信号が入力され、前記車両の向きと地磁気との関係を示す補正値テーブルを有し、前記補正値テーブルを用いて前記検出信号から地磁気の影響を低減した出力信号を生成する制御装置と、
前記出力信号に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動部と
を備えるステアリング装置。
【請求項３】
前記磁気検出装置は、前記ステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するトルク検出装置、または前記ステアリングシャフトの回転角度となる操舵角を検出する舵角検出装置である
請求項１または２に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気検出装置を有するステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のステアリング装置は、磁気検出装置としてステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出するトルク検出装置を有する。従来のトルク検出装置は、ステアリングシャフトが挿入される構成を有する。従来のトルク検出装置は、磁気を検出する磁気検出部としてのコイルと、磁気検出部を外囲することにより地磁気が磁気検出部に影響を与えることを抑制する磁気シールドとを有する。なお、このようなステアリング装置の一例として例えば特許文献１に記載のステアリング装置が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２２９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のステアリング装置においては、ステアリングシャフトが挿入されるため、磁気シールドが磁気検出部をステアリングシャフトの軸方向において覆うことができない。これにより、地磁気がステアリングシャフトを介して磁気検出部に影響を与える場合がある。このため、トルク検出装置は、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクが同じであっても操舵トルクが異なるものとして検出する場合がある。なお、例えばステアリングホイールの操舵角を検出する舵角検出装置等のトルク検出装置以外の磁気検出装置についても同様の課題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、地磁気の影響がより抑制された状態で動作することが可能なステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の手段は「操舵部品の操作により回転するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回転させる力を前記ステアリングシャフトに付与することにより前記操舵部品の操作をアシストする電動モータと、前記ステアリングシャフトと一体に回転する永久磁石、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化するヨーク、および前記永久磁石および前記ヨークにより形成される磁気回路の磁束を第１検出信号として生成する磁気検出部を有する磁気検出装置と、地磁気を含む外部磁界の磁束を第２検出信号として生成する補償センサと、前記第１検出信号と前記第２検出信号との相関情報に基づく信号補正演算式またはマップを用いて前記第１検出信号および前記第２検出信号に基づいて前記外部磁界の影響を低減した出力信号を生成する出力信号生成部と、前記出力信号に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動部とを備えるステアリング装置」を有する。
【０００７】
上記ステアリング装置は、補償センサにより地磁気を含む外部磁界の磁束を検出し、信号補正演算式またはマップにより磁気検出装置により検出された磁束に対して外部磁界の影響を低減するように補正する。これにより、モータ駆動部に出力される出力信号は、外部磁界の影響が低減されたものとなる。したがって、ステアリング装置は、地磁気の影響がより抑制された状態で動作することができる。
【０００８】
（２）第２の手段は「操舵部品の操作により回転するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回転させる力を前記ステアリングシャフトに付与することにより前記操舵部品の操作をアシストする電動モータと、前記ステアリングシャフトと一体に回転する永久磁石、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化するヨーク、および前記永久磁石および前記ヨークにより形成される磁気回路の磁束を検出信号として生成する磁気検出部を有する磁気検出装置と、車両の向きを示す車両方向信号が入力され、前記車両の向きと地磁気との関係を示す補正値テーブルを有し、前記補正値テーブルを用いて前記検出信号から地磁気の影響を低減した出力信号を生成する制御装置と、前記出力信号に基づいて前記電動モータを駆動するモータ駆動部とを備えるステアリング装置」を有する。
【０００９】
上記ステアリング装置は、制御装置が磁気検出装置により検出された磁束から地磁気の影響を低減するように補正する。これにより、モータ駆動部に出力される出力信号は、地磁気の影響が低減されたものとなる。したがって、ステアリング装置は、外部磁界の影響がより抑制された状態で動作することができる。
【００１０】
（３）上記手段の一形態は「前記磁気検出装置は、前記ステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するトルク検出装置または前記ステアリングシャフトの回転角度となる操舵角を検出する舵角検出装置であるステアリング装置」を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本ステアリング装置は、地磁気の影響がより抑制された状態で動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態のステアリング装置の構成を示す構成図。
【図２】第１実施形態の制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態のトルク検出装置およびその周辺の断面構造を示す断面図。
【図４】第１実施形態のトルク検出装置および補償センサの一部分の分解斜視構造を示す斜視図。
【図５】第１実施形態のトルク検出装置における永久磁石と、各ヨークおよび各集磁リングとの位置関係を示す展開図。
【図６】第１実施形態のトルク検出装置の第１検出信号の推移を示すグラフ。
【図７】第２実施形態のステアリング装置の制御装置の構成を示すブロック図。
【図８】第２実施形態の制御装置に記憶された地域毎の車両進行方向と地磁気との関係を示すマップ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１を参照して、ステアリング装置１の構成について説明する。
ステアリング装置１は、ステアリング本体１０、アシスト装置２０、磁気検出装置としてのトルク検出装置３０、補償センサ８０、および制御装置９０を有する。ステアリング装置１は、アシスト装置２０により操舵部品２としてのステアリングホイールの操作をアシストするコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置の構成を有する。
【００１４】
ステアリング本体１０は、ステアリングシャフト１１、ラックシャフト１５、ラックアンドピニオン機構１６、２個のタイロッド１７、およびコラムハウジング１８を有する。ステアリング本体１０は、ラックアンドピニオン機構１６を介してステアリングシャフト１１およびラックシャフト１５が接続される構成を有する。
【００１５】
ステアリングシャフト１１は、コラムシャフト１２、インターミディエイトシャフト１３、およびピニオンシャフト１４を有する。ステアリングシャフト１１は、ボールジョイント１１Ａによりコラムシャフト１２およびインターミディエイトシャフト１３が連結される構成を有する。ステアリングシャフト１１は、ボールジョイント１１Ｂによりインターミディエイトシャフト１３およびピニオンシャフト１４が連結される構成を有する。
【００１６】
コラムシャフト１２は、第１シャフト１２Ａ、第２シャフト１２Ｂ、およびトーションバー１２Ｃを有する。コラムシャフト１２は、トーションバー１２Ｃにより第１シャフト１２Ａおよび第２シャフト１２Ｂが互いに連結された構成を有する。コラムシャフト１２は、第１シャフト１２Ａの端部において操舵部品２に接続され、第２シャフト１２Ｂの端部においてボールジョイント１１Ａを介してインターミディエイトシャフト１３に接続される。
【００１７】
ピニオンシャフト１４は、ピニオンギヤ１４Ａを有する。ピニオンシャフト１４は、ピニオンギヤ１４Ａにおいてラックシャフト１５のラックギヤ１５Ａと噛み合う。
ラックシャフト１５は、ラックギヤ１５Ａを有する。ラックギヤ１５Ａは、ラックシャフト１５の長手方向の所定範囲にわたり形成された複数のラック歯を有する。
【００１８】
ラックアンドピニオン機構１６は、ピニオンシャフト１４のピニオンギヤ１４Ａおよびラックシャフト１５のラックギヤ１５Ａを有する。ラックアンドピニオン機構１６は、ピニオンシャフト１４の回転をラックシャフト１５の往復動に変換する。
【００１９】
コラムハウジング１８は、金属材料により形成される。コラムハウジング１８は、コラムシャフト１２を外囲する。コラムハウジング１８は、トルク検出装置３０、補償センサ８０、アシスト装置２０のウォームシャフト２２、およびウォームホイール２３を収容する。
【００２０】
アシスト装置２０は、電動モータ２１、ウォームシャフト２２、およびウォームホイール２３を有する。アシスト装置２０は、電動モータ２１の出力軸にウォームシャフト２２が連結されることにより出力軸とウォームシャフト２２とが一体に回転する構成を有する。アシスト装置２０は、ウォームホイール２３がウォームシャフト２２と噛み合う構成を有する。アシスト装置２０は、ウォームホイール２３がコラムシャフト１２に固定される構成を有する。アシスト装置２０は、電動モータ２１の回転をウォームシャフト２２およびウォームホイール２３により減速させた状態でコラムシャフト１２に伝達することによりコラムシャフト１２を回転させる力（以下、「アシスト力」）をコラムシャフト１２に付与する。
【００２１】
トルク検出装置３０は、コラムシャフト１２の周囲に位置する。トルク検出装置３０は、コラムシャフト１２の軸方向においてアシスト装置２０のウォームホイール２３よりも操舵部品２側に位置する。トルク検出装置３０は、操舵部品２の操作によりコラムシャフト１２に付与されたトルク（以下、「操舵トルクτ」）を検出する。トルク検出装置３０は、第１検出信号Ｓ１を制御装置９０に出力する。
【００２２】
補償センサ８０は、コラムシャフト１２の周囲に位置する。補償センサ８０は、コラムシャフト１２の軸方向においてトルク検出装置３０よりも操舵部品２側に位置する。補償センサ８０は、補償センサ８０を通過する磁束を検出する。補償センサ８０が検出する磁束として、例えば地磁気が挙げられる。補償センサ８０は、第２検出信号Ｓ２を制御装置９０に出力する。
【００２３】
制御装置９０は、アシスト制御を実行する。具体的には、制御装置９０は、トルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１、補償センサ８０の第２検出信号Ｓ２、および車速センサ４の車速信号ＳＶに基づいて、電動モータ２１によるアシスト力を算出する。そして、制御装置９０は、アシスト力に基づいて操舵部品２の操舵をアシストする。
【００２４】
ステアリング装置１の動作について説明する。
ステアリング本体１０は、操舵部品２の操作にともないコラムシャフト１２、インターミディエイトシャフト１３、およびピニオンシャフト１４を一体に回転させる。ステアリング本体１０は、ラックアンドピニオン機構１６によりピニオンシャフト１４の回転をラックシャフト１５の長手方向の往復動に変換する。ステアリング本体１０は、ラックシャフト１５の往復動により２個のタイロッド１７を介して車輪３の転舵角を変化させる。
【００２５】
図２を参照して、制御装置９０の詳細な構成について説明する。
制御装置９０は出力信号生成部９１、演算部９２、モータ駆動部９３、および記憶部９４を有する。
【００２６】
出力信号生成部９１においては、トルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１および補償センサ８０の第２検出信号Ｓ２が入力される。出力信号生成部９１は、各検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて出力信号ＳＡを生成する。出力信号生成部９１は、演算部９２に出力信号ＳＡを出力する。
【００２７】
記憶部９４は、出力信号生成部９１が各検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて出力信号ＳＡを生成するための信号補正演算式を記憶している。
演算部９２は、出力信号ＳＡに基づいて操舵トルクτを演算する。演算部９２においては、車速センサ４の車速信号ＳＶが入力される。演算部９２は、車速信号ＳＶに基づいて車両の走行速度（以下、「車速Ｖ」）を演算する。演算部９２は、操舵トルクτおよび車速Ｖをモータ駆動部９３に出力する。
【００２８】
モータ駆動部９３は、操舵トルクτおよび車速Ｖに基づいて電動モータ２１に供給する電流値（以下、「目標電流値ＩＧ」）を算出する。モータ駆動部９３は、目標電流値ＩＧに基づいてモータ駆動信号ＳＭを生成する。モータ駆動部９３は、電動モータ２１のモータ駆動回路（図示略）にモータ駆動信号ＳＭを出力する。
【００２９】
図３および図４を参照して、トルク検出装置３０および補償センサ８０の詳細な構成について説明する。
ここで、ステアリング装置１に関する各方向として、「軸方向ＺＡ」、「上方向ＺＡ１」、「下方向ＺＡ２」、「径方向ＺＢ」、「内方向ＺＢ１」、「外方向ＺＢ２」、および「周方向ＺＣ」を定義する。
【００３０】
周方向ＺＣは、コラムシャフト１２の回転中心軸回りの方向を示す。
軸方向ＺＡは、コラムシャフト１２の回転中心軸に沿う方向を示す。軸方向ＺＡは、互いに反対の方向を示す上方向ＺＡ１および下方向ＺＡ２により規定される。上方向ＺＡ１は、第２シャフト１２Ｂから第１シャフト１２Ａの順に通過する方向を示す。下方向ＺＡ２は、第１シャフト１２Ａから第２シャフト１２Ｂの順に通過する方向を示す。
【００３１】
径方向ＺＢは、軸方向ＺＡの法線方向を示す。径方向ＺＢは、互いに反対の方向を示す内方向ＺＢ１および外方向ＺＢ２により規定される。内方向ＺＢ１は、コラムシャフト１２の回転中心軸に接近する方向を示す。外方向ＺＢ２は、コラムシャフト１２の回転中心軸から離間する方向を示す。
【００３２】
図３に示されるように、トルク検出装置３０は、磁気検出部としての２個の磁気検出素子３１、磁石ユニット４０、ヨークユニット５０、集磁ユニット６０、および回路ユニット７０を有する。トルク検出装置３０は、磁気検出素子３１としてホールＩＣが用いられる。
【００３３】
磁石ユニット４０は、永久磁石４１およびコア４２を有する。磁石ユニット４０は、第１シャフト１２Ａに固定される。永久磁石４１は、周方向ＺＣにおいてＮ極とＳ極とが交互に着磁される（図４参照）。永久磁石４１は、その周囲に磁界を形成する。コア４２は、磁性体の金属材料により形成される。コア４２は、円筒形状を有する。コア４２は、永久磁石４１の内面に固定される。コア４２は、第１シャフト１２Ａに圧入される。
【００３４】
ヨークユニット５０は、磁石ユニット４０を外囲する。ヨークユニット５０は、永久磁石４１が形成する磁界内に配置される。ヨークユニット５０は、第１ヨーク５１、第２ヨーク５２、ヨークホルダ５３、およびカラー５４を有する。ヨークユニット５０は、第２シャフト１２Ｂに固定される。
【００３５】
図４に示されるように、第１ヨーク５１は、磁性体の金属材料により形成される。第１ヨーク５１は、円環形状を有する。第１ヨーク５１は、周方向ＺＣにおいて互いに離間する複数個のヨーク歯５１Ａと、周方向ＺＣにおいて隣り合うヨーク歯５１Ａを互いに接続する接続部分５１Ｂとを有する。第１ヨーク５１は、ヨーク歯５１Ａが接続部分５１Ｂよりも下方向ＺＡ２に延びる構成を有する。ヨーク歯５１Ａは、下方向ＺＡ２に向かうにつれて周方向ＺＣの寸法が小さくなるテーパ形状を有する。
【００３６】
第２ヨーク５２は、磁性体の金属材料により形成される。第２ヨーク５２は、円環形状を有する。第２ヨーク５２は、周方向ＺＣにおいて互いに離間する複数個のヨーク歯５２Ａと、周方向ＺＣにおいて隣り合うヨーク歯５２Ａを互いに接続する接続部分５２Ｂとを有する。第２ヨーク５２は、ヨーク歯５２Ａが接続部分５２Ｂよりも上方向ＺＡ１に延びる構成を有する。ヨーク歯５２Ａは、上方向ＺＡ１に向かうにつれて周方向ＺＣの寸法が小さくなるテーパ形状を有する。ヨーク歯５２Ａは、周方向ＺＣにおいてヨーク歯５１Ａの間に位置する。
【００３７】
ヨークホルダ５３は、樹脂材料により形成される。ヨークホルダ５３は、各ヨーク５１，５２と一体に成形される。ヨークホルダ５３は、各ヨーク５１，５２を保持する。
カラー５４は、ヨークホルダ５３の下方向ＺＡ２の端部に固定される。カラー５４は、第２シャフト１２Ｂの上方向ＺＡ１の端部に固定される（図３参照）。
【００３８】
図３に示されるように、集磁ユニット６０は、ヨークユニット５０を外囲する。集磁ユニット６０は、コラムハウジング１８に固定される。集磁ユニット６０は、第１集磁リング６１、第２集磁リング６２、集磁ホルダ６３、磁気シールド６４を有する。集磁ユニット６０は、各ヨーク５１，５２の磁束を集める。
【００３９】
図４に示されるように、第１集磁リング６１は、磁性体の金属材料により形成される。第１集磁リング６１は、リング本体６１Ａおよび２個の集磁突起６１Ｂを有する。リング本体６１Ａは、円環形状を有する。集磁突起６１Ｂは、リング本体６１Ａの下端部から外方向ＺＢ２に延びる。集磁突起６１Ｂは、周方向ＺＣに隙間を介して隣り合う。
【００４０】
第２集磁リング６２は、磁性体の金属材料により形成される。第２集磁リング６２は、リング本体６２Ａおよび２個の集磁突起６２Ｂを有する。リング本体６２Ａは、リング本体６１Ａと同一形状を有する。集磁突起６２Ｂは、リング本体６２Ａの上端部から外方向ＺＢ２に延びる。集磁突起６２Ｂは、軸方向ＺＡにおいて集磁突起６１Ｂと対向する。
【００４１】
図３に示されるように、集磁ホルダ６３は、樹脂材料により形成される。集磁ホルダ６３は、円環形状を有する。集磁ホルダ６３は、各集磁リング６１，６２と一体に成形される。集磁ホルダ６３は、各集磁リング６１，６２を保持する。
【００４２】
磁気シールド６４は、磁性体の金属材料により形成される。磁気シールド６４は、軸方向ＺＡの平面視において円弧形状を有する。磁気シールド６４は、集磁ホルダ６３の外周面に固定される。磁気シールド６４は、各集磁リング６１，６２を径方向ＺＢから覆う。磁気シールド６４は、磁気検出素子３１を径方向ＺＢから覆わない。
【００４３】
２個の磁気検出素子３１は、周方向ＺＣにおいて隣り合う（図４参照）。磁気検出素子３１は、永久磁石４１、各ヨーク５１，５２、各集磁リング６１，６２により形成された磁気回路の磁束を検出する。磁気検出素子３１は、各集磁突起６１Ｂ，６２Ｂの軸方向ＺＡの間に位置する。
【００４４】
回路ユニット７０は、回路基板７１、ケーブル７２、ブッシュ７３、基板保持部品７４、および基板カバー部品７５を有する。回路ユニット７０は、磁気検出素子３１の第１検出信号Ｓ１および補償センサ８０の磁気検出素子８４の第２検出信号Ｓ２を制御装置９０（図１参照）に通信する。
【００４５】
回路基板７１は、磁気検出素子３１，８４が電気的に接続される。回路基板７１は、径方向ＺＢにおいて集磁ユニット６０および補償センサ８０と隙間を介して対向する。
ケーブル７２は、回路基板７１と制御装置９０とを電気的に接続する。ケーブル７２は、回路基板７１の上端部においてブッシュ７３を介して接続される。
【００４６】
ブッシュ７３は、ゴム材料により形成される。ブッシュ７３は、ケーブル７２が挿入される。ブッシュ７３は、コラムハウジング１８の基板収容部分１８Ａの上端部分と基板カバー部品７５とにより挟み込まれる。
【００４７】
基板保持部品７４は、基板カバー部品７５と回路基板７１とを締結することにより回路基板７１を保持する。
基板カバー部品７５は、外方向ＺＢ２から回路基板７１およびコラムハウジング１８の基板収容部分１８Ａを覆う。基板カバー部品７５は、基板収容部分１８Ａの外方向ＺＢ２の端部に固定される。
【００４８】
補償センサ８０は、第１集磁リング８１、第２集磁リング８２、集磁ホルダ８３、および２個の磁気検出素子８４を有する。補償センサ８０は、磁気検出素子８４として磁気検出素子３１と同様にホールＩＣが用いられる。
【００４９】
図４に示されるように、第１集磁リング８１は、リング本体８１Ａおよび２個の集磁突起８１Ｂを有する。第１集磁リング８１は、トルク検出装置３０の第１集磁リング６１と同一部品が用いられる。第２集磁リング８２は、リング本体８２Ａおよび２個の集磁突起８２Ｂを有する。トルク検出装置３０の第２集磁リング６２と同一部品が用いられる。集磁ホルダ８３は、トルク検出装置３０の集磁ホルダ６３と同一部品が用いられる。磁気検出素子８４は、磁気検出素子３１と同様に各集磁突起８１Ｂ，８２Ｂの軸方向ＺＡの間に位置する。
【００５０】
図５を参照して、トルク検出装置３０の磁束の検出について説明する。
図５（ａ）は、第１シャフト１２Ａおよび第２シャフト１２Ｂ（ともに図１参照）の間にトルクが付与されていない状態（以下、「中立状態」）を示す。図５（ｂ）は、第１シャフト１２Ａおよび第２シャフト１２Ｂの間に右回り方向のトルクが付与された状態を示す（以下、「右回転状態」）。図５（ｃ）は、第１シャフト１２Ａおよび第２シャフト１２Ｂの間に左回り方向のトルクが付与された状態を示す（以下、「左回転状態」）。
【００５１】
各ヨーク５１，５２と永久磁石４１との関係として、「第１Ｎ極対向面積」、「第１Ｓ極対向面積」、「第２Ｎ極対向面積」、および「第２Ｓ極対向面積」を定義する。
（Ａ）第１Ｎ極対向面積は、第１ヨーク５１と永久磁石４１のＮ極との対向面積を示す。
（Ｂ）第１Ｓ極対向面積は、第１ヨーク５１と永久磁石４１のＳ極との対向面積を示す。
（Ｃ）第２Ｎ極対向面積は、第２ヨーク５２と永久磁石４１のＮ極との対向面積を示す。
（Ｄ）第２Ｓ極対向面積は、第２ヨーク５２と永久磁石４１のＳ極との対向面積を示す。
【００５２】
図５（ａ）に示されるように、中立状態においては、第１ヨーク５１のヨーク歯５１Ａの先端部分および第２ヨーク５２のヨーク歯５２Ａの先端部分が永久磁石４１のＮ極とＳ極との境界部分に位置する。このとき、第１Ｎ極対向面積と第１Ｓ極対向面積とが互いに等しい。また、第２Ｎ極対向面積と第２Ｓ極対向面積とが互いに等しい。これにより、第１集磁リング６１の集磁突起６１Ｂと第２集磁リング６２の集磁突起６２Ｂとの間に磁束が生じない。このため、磁気検出素子３１の出力電圧が「０」を示す。
【００５３】
図５（ｂ）に示されるように、右回転状態においては、中立状態からトーションバー１２Ｃ（図１参照）にねじれが生じるため、各ヨーク５１，５２と永久磁石４１との相対的な位置が変化する。これにより、第１Ｎ極対向面積が第１Ｓ極対向面積よりも大きくなる。また、第２Ｎ極対向面積が第２Ｓ極対向面積よりも小さくなる。このため、永久磁石４１のＮ極から第１ヨーク５１に入る磁束量が第１ヨーク５１から永久磁石４１のＳ極に向けて出る磁束量よりも多い。また、永久磁石４１のＮ極から第２ヨーク５２に入る磁束量が第２ヨーク５２から永久磁石４１のＳ極に向けて出る磁束量よりも少ない。このため、第１集磁リング６１の集磁突起６１Ｂから第２集磁リング６２の集磁突起６２Ｂに磁束が流れる。磁気検出素子３１は、この磁束に応じた出力電圧を第１検出信号Ｓ１として出力する。
【００５４】
図５（ｃ）に示されるように、左回転状態においては、右回転状態とは逆方向のトーションバー１２Ｃのねじれが生じるため、各ヨーク５１，５２と永久磁石４１との相対的な位置が右回転状態のときとは逆方向に変化する。これにより、第１Ｎ極対向面積が第１Ｓ極対向面積よりも小さくなる。また、第２Ｎ極対向面積が第２Ｓ極対向面積よりも大きくなる。このため、永久磁石４１のＮ極から第１ヨーク５１に入る磁束量が第１ヨーク５１から永久磁石４１のＳ極に向けて出る磁束量よりも少ない。また、永久磁石４１のＮ極から第２ヨーク５２に入る磁束量が第２ヨーク５２から永久磁石４１のＳ極に入る磁束量よりも多い。このため、第２集磁リング６２の集磁突起６２Ｂから第１集磁リング６１の集磁突起６１Ｂに磁束が流れる。磁気検出素子３１は、この磁束に応じた出力電圧を第１検出信号Ｓ１として出力する。
【００５５】
図４を参照して、補償センサ８０の磁束の検出について説明する。
第１集磁リング８１および第２集磁リング８２においては、コラムシャフト１２を介して地磁気および電動モータ２１（図１参照）等の補償センサ８０とは別の機器の磁束が通過する。磁気検出素子８４は、第１集磁リング８１の磁束量と第２集磁リング８２の磁束量との差に基づいて、第１集磁リング８１の集磁突起８１Ｂおよび第２集磁リング８２の集磁突起８２Ｂの間に磁束が流れる。磁気検出素子８４は、この磁束に応じた出力電圧を第２検出信号Ｓ２として出力する。
【００５６】
図６を参照して、ステアリング装置１の作用について説明する。なお、図６を参照する以下の説明において、符号が付されたステアリング装置１に関する各構成要素は、図１または図２に記載された各構成要素を示す。
【００５７】
また、第１検出信号Ｓ１および車速Ｖに基づいて電動モータ２１に供給する電流量を算出する構成を「比較ステアリング装置ＣＳ」として示す。また、ステアリング装置１が搭載された車両が進行する方向を「車両進行方向」として示す。
【００５８】
図６において実線により示されるグラフＧ１は、車両進行方向が「北」の場合において、予め設定された操舵トルク（以下、「設定操舵トルク」）がコラムシャフト１２に付与されたときのトルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１を示す。図６において二点鎖線により示されるグラフＧ２は、車両進行方向が「南」の場合において、設定操舵トルクがコラムシャフト１２に付与されたときのトルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１を示す。
【００５９】
地磁気の強さは、車両進行方向によって変化する。これにより、グラフＧ１，Ｇ２により示されるように、車両進行方向によってトルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１の大きさが異なる。また、地磁気の強さは、所定の緯度および所定の経度により囲まれた範囲で規定される地域が異なることによって変化する。
【００６０】
比較ステアリング装置ＣＳは、第１検出信号Ｓ１に基づいて比較ステアリング装置ＣＳの電動モータに供給する電流量を算出するため、車両進行方向および地域によって電動モータに供給する電流量が異なる。したがって、比較ステアリング装置ＣＳは、車両進行方向および地域によってアシスト力が異なる。このため、比較ステアリング装置ＣＳは、車両進行方向および地域によって操舵感が異なる場合がある。
【００６１】
加えて、電動モータ２１等のトルク検出装置３０とは異なる機器が発生する磁束（以下、「外部磁束」）がトルク検出装置３０に影響を与える場合がある。このとき、トルク検出装置３０は、外部磁束の有無により第１検出信号Ｓ１の大きさが異なる。このため、比較ステアリング装置ＣＳは、地磁気と同様に外部磁束の有無によって操舵感が異なる場合がある。なお、地磁気による磁界および外部磁束による磁界を含めて「外部磁界」とする。
【００６２】
これに対して、本実施形態のステアリング装置１は、補償センサ８０により外部磁界の磁束を検出する。そして、ステアリング装置１は、制御装置９０の出力信号生成部９１により外部磁界の影響を低減した出力信号ＳＡを次のように生成する。
【００６３】
すなわち、出力信号生成部９１は、記憶部９４に記憶された信号補正演算式を用いて、第１検出信号Ｓ１および第２検出信号Ｓ２から出力信号ＳＡを生成する。また、信号補正演算式は、以下の数式１となる。なお、ｋはゲインを示す。ｋの値は、試験等により予め設定される。
【００６４】
ＳＡ＝Ｓ１−ｋ×Ｓ２  …（１）
出力信号ＳＡは、上記信号補正演算式により第１検出信号Ｓ１から第２検出信号Ｓ２に基づく外部磁界の影響を低減した信号となる。なお、トルク検出装置３０および補償センサ８０が互いに異なる位置となるため、第２検出信号Ｓ２により検出した外部磁界の磁束量がトルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１に含まれる外部磁界の磁束量と異なる。このため、第２検出信号Ｓ２の外部磁界の磁束量とトルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１に含まれる外部磁界の磁束量との相関情報を試験等により予め把握する。そして、この相関情報に基づいてｋの値、すなわちゲインの大きさを設定する。
【００６５】
そして、ステアリング装置１は、出力信号ＳＡおよび車速Ｖに基づいて電動モータ２１に供給する電流量を算出する。このため、車両進行方向および外部磁束の有無によって電動モータ２１に供給する電流量が異なることが抑制される。したがって、車両進行方向および外部磁束の有無によって操舵感が異なることが抑制される。
【００６６】
本実施形態のステアリング装置１は以下の効果を奏する。
（１）ステアリング装置１は、補償センサ８０を有する。ステアリング装置１は、トルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１および補償センサ８０の第２検出信号Ｓ２に基づいて、外部磁界の影響を低減した出力信号ＳＡを生成する。ステアリング装置１は、出力信号ＳＡに基づいてアシスト装置２０の電動モータ２１を駆動する。この構成によれば、ステアリング装置１は、外部磁界の影響がより低減された状態で動作することができる。したがって、外部磁界の影響により操舵感が異なることが抑制される。
【００６７】
（２）トルク検出装置３０の回路基板７１においては、磁気検出素子３１および補償センサ８０の磁気検出素子８４が電気的に接続される。この構成によれば、各磁気検出素子３１，８４が共通の回路基板７１に電気的に接続される。したがって、各磁気検出素子３１，８４が個別の回路基板に電気的に接続されると仮定した構成を比較して、ステアリング装置１の部品点数が少なくなる。
【００６８】
（３）補償センサ８０は、トルク検出装置３０の集磁ユニット６０と共通の部品により構成される。この構成によれば、補償センサ８０とトルク検出装置３０の集磁ユニット６０とが異なる部品と仮定した構成と比較して、ステアリング装置１の部品種類が少なくなる。
【００６９】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のステアリング装置１の構成を示す。本実施形態のステアリング装置１は、図１および図２に示される第１実施形態のステアリング装置１との主要な相違点として、次の相違点を有する。すなわち、第２実施形態のステアリング装置１は、補償センサ８０を有していない。以下では、第１実施形態のステアリング装置１と異なる点の詳細を説明し、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。
【００７０】
制御装置９０は、車両に備えられたＧＰＳ測定部（図示略）の車両方向信号ＳＤおよび車両位置信号ＳＰが入力される。ＧＰＳ測定部は、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を所定の周期毎に受信する。ＧＰＳ測定部は、ＧＰＳ信号に基づいて車両の緯度および経度を示す車両位置信号ＳＰを生成する。ＧＰＳ測定部は、前回周期において受信したＧＰＳ信号と今回周期において受信したＧＰＳ信号とに基づいて車両がどの方向に進行したのかを示す信号として車両方向信号ＳＤを生成する。
【００７１】
記憶部９４は、補正値テーブルとして、地域毎に車両進行方向と地磁気との関係を示すマップＭＰ（図８参照）を記憶している。マップＭＰは、地域として都道府県毎に区分されている。図８に示されるように、マップＭＰは、車両進行方向として「北」、「北東」、「東」「南東」、「南」、「南西」、「西」、および「北西」の８方向に対応する地磁気の値を示す。なお、マップＭＰにおける地磁気の値は、トルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１（図７参照）に含まれる地磁気に相当する。この地磁気の値は、地磁気の向きに基づいて正の値または負の値となる。この地磁気の値は試験等により予め設定されている。
【００７２】
図７に示されるように、出力信号生成部９１においては、トルク検出装置３０の第１検出信号Ｓ１、車両方向信号ＳＤ、および車両位置信号ＳＰが入力される。出力信号生成部９１は、第１検出信号Ｓ１およびマップＭＰに基づいて出力信号ＳＡを生成する。出力信号生成部９１は、演算部９２に出力信号ＳＡを出力する。なお、第１検出信号Ｓ１は「検出信号」に相当する。
【００７３】
出力信号生成部９１の出力信号ＳＡの生成方法について説明する。
出力信号生成部９１は、車両位置信号ＳＰに基づいて、マップＭＰにおける地域を選択する。そして、出力信号生成部９１は、車両方向信号ＳＤに基づいて、選択されたマップＭＰにおける車両進行方向に対応する地磁気の値を選択する。出力信号生成部９１は、第１検出信号Ｓ１の値から地磁気の値を減算することにより出力信号ＳＡを生成する。演算部９２およびモータ駆動部９３は、第１実施形態と同様である。
【００７４】
本実施形態のステアリング装置１は第１実施形態のステアリング装置１の（１）の効果に準じた効果に加え、以下の効果を奏する。
（４）ステアリング装置１は、マップＭＰおよび第１検出信号Ｓ１に基づいて出力信号ＳＡを生成する。そして、ステアリング装置１は、出力信号ＳＡに基づいて電動モータ２１を駆動する。この構成によれば、ステアリング装置１は、第１実施形態の補償センサ８０を有していない。このため、ステアリング装置１の部品点数が低減される。
【００７５】
（その他の実施形態）
本ステアリング装置は、上記各実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本ステアリング装置のその他の実施形態としての上記各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は互いに組み合わせることもできる。
【００７６】
・第１実施形態の補償センサ８０は、軸方向ＺＡにおいてトルク検出装置３０と上方向ＺＡ１側に隣り合う。ただし、補償センサ８０の位置は第１実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の補償センサ８０は、軸方向ＺＡにおいてトルク検出装置３０と下方向ＺＡ２側に隣り合う。また、別の変形例の補償センサ８０は、コラムハウジング１８の外部に位置する。
【００７７】
・第１実施形態の補償センサ８０は、２個の磁気検出素子８４を有する。ただし、補償センサ８０の構成は第１実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の補償センサ８０は、１個の磁気検出素子８４を有する。
【００７８】
・第１実施形態の補償センサ８０は、磁気検出素子８４としてホールＩＣが用いられる。ただし、磁気検出素子８４の構成は第１実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の磁気検出素子８４は、ホールＩＣに代えてホール素子またはＭＲ素子が用いられる。
【００７９】
・第１実施形態の補償センサ８０は、各集磁リング８１，８２および集磁ホルダ８３が集磁ユニット６０と共通部品として構成される。ただし、補償センサ８０の構成は第１実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の補償センサ８０は、各集磁リング８１，８２および集磁ホルダ８３が集磁ユニット６０の各集磁リング６１，６２および集磁ホルダ６３と異なる部品として構成される。
【００８０】
・第１実施形態の補償センサ８０において、集磁ホルダ８３の外周面に磁気シールド（図示略）を取り付けることもできる。磁気シールドは、磁性体の金属材料により形成される。
【００８１】
・第１実施形態の制御装置９０において、出力信号生成部９１を省略することもできる。この場合、出力信号生成部９１は、トルク検出装置３０の回路ユニット７０の回路基板７１に実装されたマイクロコンピュータとして形成される。なお、第２実施形態の制御装置９０についても同様に変更することができる。
【００８２】
・第１実施形態の制御装置９０は、出力信号生成部９１において信号補正演算式に基づいて各検出信号Ｓ１，Ｓ２から出力信号ＳＡを生成する。ただし、制御装置９０による出力信号ＳＡの生成方法は第１実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置９０は、信号補正演算式に代えて、第１検出信号Ｓ１の外部磁界の磁束量と第２検出信号Ｓ２の外部磁界の磁束量との関係を示すマップに基づいて第１検出信号Ｓ１の外部磁界の磁束量を算出する。そして、変形例の制御装置９０は、算出された第１検出信号Ｓ１の外部磁界の磁束量を第１検出信号Ｓ１から除外することにより出力信号ＳＡを生成する。
【００８３】
・第２実施形態のマップＭＰは、車両進行方向として８方向を有する。ただし、車両進行方向の数は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のマップＭＰは、車両進行方向として９方向以上の方向または７方向以下の複数の方向を有する。
【００８４】
・第２実施形態のマップＭＰは、都道府県毎により地域を区分している。ただし、地域の区分は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のマップＭＰは、都道府県における市町村の範囲により地域を区分する。また、別の変形例のマップＭＰは、所定の緯度範囲および所定の経度範囲により区画した領域により地域を区分する。
【００８５】
・第２実施形態の制御装置９０においては、車両のＧＰＳ測定部により生成された車両方向信号ＳＤおよび車両位置信号ＳＰが入力される。制御装置９０に入力される車両方向信号ＳＤおよび車両位置信号ＳＰは第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置９０においては、ナビゲーション装置により生成された車両方向信号ＳＤおよび車両位置信号ＳＰが入力される。
【００８６】
・第２実施形態の制御装置９０においては、車両のＧＰＳ測定部の車両方向信号ＳＤおよび車両位置信号ＳＰが入力される。ただし、制御装置９０の構成は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置９０は、ＧＰＳ信号を受信する受信部を有する。変形例の制御装置９０は、受信部により受信したＧＰＳ信号に基づいて車両方向信号ＳＤおよび車両位置信号ＳＰを生成する。そして、変形例の制御装置９０は、車両方向信号ＳＤおよび車両位置信号ＳＰを出力信号生成部９１に出力する。
【００８７】
・第２実施形態の制御装置９０において、車両位置信号ＳＰが入力されない構成とすることもできる。この場合、マップＭＰは、地域毎に区分されない。マップＭＰは、車両進行方向と地磁気との関係を示す。すなわち制御装置９０は、どの地域においても共通のマップＭＰが用いられる。
【００８８】
・第１および第２実施形態のトルク検出装置３０は、２個の磁気検出素子３１を有する。ただし、トルク検出装置３０の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のトルク検出装置３０は、１個の磁気検出素子３１を有する。
【００８９】
・第１および第２実施形態のトルク検出装置３０は、磁気検出素子３１としてホールＩＣが用いられる。ただし、磁気検出素子３１の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の磁気検出素子３１は、ホールＩＣに代えてホール素子またはＭＲ素子が用いられる。
【００９０】
・第１および第２実施形態のトルク検出装置３０において、磁気シールド６４を省略することもできる。
・第１および第２実施形態のステアリング装置１は、磁気検出装置としてトルク検出装置３０を有する。ただし、磁気検出装置の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のステアリング装置１は、磁気検出装置としてトルク検出装置３０に加えて舵角検出装置を有する。舵角検出装置は、ステアリングシャフト１１の回転角度となる操舵角を第１検出信号（検出信号）として制御装置９０に出力する。また、別の変形例のステアリング装置１は、磁気検出装置としてトルク検出装置３０に代えて舵角検出装置を有する。
【００９１】
・第１および第２実施形態のステアリング装置１は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。ただし、ステアリング装置１の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のステアリング装置１は、ピニオンアシスト型、デュアルピニオンアシスト型、ラックパラレル型、またはラック同軸型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
【００９２】
次に、上記実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
（イ）前記トルク検出装置および前記制御装置を電気的に接続する回路ユニットを有し、前記回路ユニットは、回路基板を有し、前記トルク検出装置および前記補償センサは、前記回路基板に電気的に接続される請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置。
【００９３】
この構成によれば、トルク検出装置および補償センサが共通の回路基板に電気的に接続される。したがって、トルク検出装置および補償センサが個別の回路基板に電気的に接続されたと仮定した構成と比較して、ステアリング装置の部品点数が少なくなる。
【００９４】
（ロ）前記トルク検出装置は、前記ヨークを外囲する集磁リングと、前記集磁リングを保持する集磁ホルダとを有し、前記補償センサは、前記集磁リングと共通の部品となる集磁リングと、前記集磁ホルダと共通の部品となる集磁ホルダとを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置。
【００９５】
この構成によれば、トルク検出装置の集磁リングおよび集磁ホルダと、補償センサの集磁リングおよび集磁ホルダとが共通部品となるため、トルク検出装置の集磁リングおよび集磁ホルダと、補償センサの集磁リングおよび集磁ホルダとが異なる部品と仮定した構成と比較して、ステアリング装置の部品種類が少なくなる。
【符号の説明】
【００９６】
Ｓ１…第１検出信号、Ｓ２…第２検出信号、ＳＡ…出力信号、τ…操舵トルク、ＳＤ…車両方向信号、ＭＰ…マップ（補正値テーブル）、１…ステアリング装置、２…操舵部品、１１…ステアリングシャフト、２１…電動モータ、３０…トルク検出装置（磁気検出装置）、３１…磁気検出素子（磁気検出部）、４１…永久磁石、５１…第１ヨーク、５２…第２ヨーク、８０…補償センサ、９０…制御装置、９１…出力信号生成部、９３…モータ駆動部。
【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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