(57)【要約】【課題】主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出等に用いられる回転角度・トルク検出装置に関し、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能なものを提供することを目的とする。【解決手段】第一の回転体１１と共にステアリングに連動して回転する回転歯車２４と、この回転歯車２４に連動して回転する第一の検出歯車２５や第二の検出歯車２６、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２７や２８を設けると共に、回転トルク検出手段２１と回転角度検出手段２７や２８に接続された制御手段２２が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を修正する補正値を出力することによって、磁石１２からの漏れ磁束等による誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができる。【選択図】図１
2011242189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングに連動して回転する第一の回転体と、この第一の回転体に連結体を介して固着された第二の回転体と、上記第一の回転体の回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、ステアリングに連動して回転する回転歯車と、この回転歯車に連動して回転する検出歯車と、この検出歯車の回転角度を検出する回転角度検出手段と、上記回転トルク検出手段と回転角度検出手段に接続された制御手段からなり、上記制御手段が回転角度に応じて回転トルクの誤差を修正する補正値を出力する回転角度・トルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出等に用いられる回転角度・トルク検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高機能化が進むなか、様々な回転トルク検出装置や回転角度検出装置を用いてステアリングの回転トルクや回転角度を検出し、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の各種制御を行うものが増えている。
【０００３】
このような、従来の回転トルク検出装置について、図８〜図１０を用いて説明する。
【０００４】
図８は従来の回転トルク検出装置の側面図、図９は同分解斜視図であり、同図において、１はステアリングに連動して回転する略円筒状の第一の回転体、２は略円筒状の磁石で、Ｎ極とＳ極が例えば２０〜４０度前後の角度間隔で交互に形成された磁石２が、第一の回転体１の外周下端に固着されている。
【０００５】
そして、３は略円筒状の第二の回転体、４は内周に複数の突起部４Ａが形成された第一の磁性体、５は同様に複数の突起部５Ａが形成された第二の磁性体で、第二の回転体３が第一の回転体１の下方に配置されると共に、第一の磁性体４と第二の磁性体５がスペーサ６を介して、磁石２に対向して第二の回転体３上端に各々固着されている。
【０００６】
また、７は第一の回転体１と第二の回転体３の側方にほぼ平行に配置された配線基板で、左右面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、磁石２との対向面には、第一の磁性体４と第二の磁性体５の間に配設された、ホール素子等の磁気検出素子８が装着されている。
【０００７】
そして、これらの第一の磁性体４と第二の磁性体５、及び対向した磁石２と磁気検出素子８によって回転トルク検出手段が形成されると共に、配線基板７にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子８に接続された制御手段９が形成されている。
【０００８】
さらに、第一の回転体１と第二の回転体３の間には、上端が第一の回転体１に、下端が第二の回転体３に各々固着されたトーションバー等の略円柱状の連結体１０が設けられ、第一の回転体１と第二の回転体３が連結体１０を介して、固着されて回転トルク検出装置が構成されている。
【０００９】
そして、このような回転トルク検出装置が回転角度検出装置等と共に、第一の回転体１や第二の回転体３にステアリング軸が装着されて、自動車のステアリングホイール下方に装着されると共に、制御手段９がコネクタやリード線（図示せず）等を通して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続される。
【００１０】
以上の構成において、ステアリングホイールを回転すると、これに伴って第一の回転体１が回転し、連結体１０が捩じれた後、第一の回転体１にやや遅れて第二の回転体３が回転するが、この時、例えば車両が走行時には回転トルクが小さいため、第一の回転体１に対する第二の回転体３の回転の遅れは少なく、停車時には回転トルクが大きいため、第二の回転体３の回転の遅れが大きくなる。
【００１１】
そして、この第一の回転体１と第二の回転体３の回転に伴って、これらに固着された磁石２と、これにやや遅れて第一の磁性体４と第二の磁性体５も回転し、所定間隔で交互に形成された磁石２のＮ極とＳ極の磁気の変化を、磁気検出素子８が第一の磁性体４と第二の磁性体５の突起部４Ａと５Ａを介して検出し、これが制御手段９へ入力される。
【００１２】
なお、この時、磁気検出素子８が検出する磁気は、磁石２が固着された第一の回転体１に対し、第一の磁性体４と第二の磁性体５が固着された第二の回転体３の、回転の遅れが少ない場合には磁気が弱く、回転の遅れが大きな場合には磁気が強くなる。
【００１３】
つまり、ステアリングホイールが回転操作されず中立位置で、車両が直進状態にある場合には、第一の磁性体４内周の複数の突起部４Ａと、第二の磁性体５内周の複数の突起部５Ａの中心が、磁石２の交互に形成されたＮ極とＳ極の中心に各々あるため、磁力が釣り合った状態となっている。
【００１４】
したがって、第一の磁性体４と第二の磁性体５の間には磁束が発生せず、これらの間に配設された磁気検出素子８が検出する磁気は０となり、図１０（ａ）のトルク波形図に示すように、例えば電圧２．５Ｖの直線状のトルク検出信号Ｔ１が磁気検出素子８から制御手段９に出力される。
【００１５】
これに対し、ステアリングホイールが回転され、磁石２に対して第一の磁性体４と第二の磁性体５がやや遅れて回転し始める状態では、例えば突起部４ＡがＮ極、この下方の突起部５ＡがＳ極の極性となるため、第一の磁性体４から第二の磁性体５への方向の磁束が発生し、この磁気を磁気検出素子８が検出して、図１０（ａ）に示すように、例えば電圧４Ｖ前後の直線状のトルク検出信号Ｔ２が制御手段９に出力される。
【００１６】
そして、この第一の磁性体４と第二の磁性体５を介して検出された磁気検出素子８の磁気の強弱から、制御手段９が第一の回転体１、すなわちステアリングの回転トルクを算出して、これが自動車本体の電子回路へ出力され、電子回路がこの回転トルクやステアリングの回転角度、あるいは車体の各部に装着された速度センサ等からの様々なデータを演算して、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の様々な制御が行われる。
【００１７】
つまり、例えば、車両が走行中でステアリングの回転トルクが小さな場合には、パワーステアリング装置の利きを緩めて、ステアリングホイールをある程度重い力で回転操作するようにし、車両が停車していてステアリングの回転トルクが大きな場合には、パワーステアリング装置を大きく利かせて、軽い力でもステアリングホイールの回転操作を行えるように構成されている。
【００１８】
なお、例えばパワーステアリング装置がはたらいた状態で、ステアリングホイールを回転操作した場合、上記のように磁石２と、これにやや遅れて第一の磁性体４と第二の磁性体５が回転するが、この時、突起部４Ａや５Ａ以外の箇所からも磁石２の磁気が漏れ、これを磁気検出素子８が検出してしまう場合がある。
【００１９】
そして、このような漏れ磁束が発生した場合、磁気検出素子８から制御手段９に出力されるトルク検出信号は、図１０（ａ）に示したような直線状のものとはならず、実際には図１０（ｂ）に示す、トルク検出信号Ｔ３やＴ４のような、所定角度の間隔で増減を繰返す波打ったものとなってしまい、制御手段９が検出する回転トルクに３〜５％前後ではあるが、誤差が生じてしまう。
【００２０】
このため、一般には磁石２外周と、第一の磁性体４や第二の磁性体５内周の間隙を広くし、つまり磁石２と磁気検出素子８の間の距離を大きくして、磁気検出素子８が漏れ磁束を検出しないようにする等の対策がとられてはいるが、この場合には回転トルク検出装置の形状が大きなものとなってしまい、装置全体の小型化を図るには限界が生じてしまうものであった。
【００２１】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００８−８２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上記従来の回転トルク検出装置においては、磁石２からの漏れ磁束によって、制御手段９が検出する回転トルクに誤差が生じてしまい、これを防ぐために磁石２と磁気検出素子８間の距離を大きくした場合には、全体の小型化を図ることが困難になってしまうという課題があった。
【００２４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能な回転角度・トルク検出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】
【００２５】
上記目的を達成するために本発明は、第一の回転体と共にステアリングに連動して回転する回転歯車と、この回転歯車に連動して回転する検出歯車、及びこの検出歯車の回転角度を検出する回転角度検出手段を設けると共に、回転トルク検出手段と回転角度検出手段に接続された制御手段が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を修正する補正値を出力するようにして回転角度・トルク検出装置を構成したものであり、制御手段が回転角度に応じて回転トルクの誤差を修正する補正値を出力することによって、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができるという作用を有するものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によれば、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能な回転角度・トルク検出装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態による回転角度・トルク検出装置の断面図
【図２】同分解斜視図
【図３】同部分斜視図
【図４】同角度波形図
【図５】同部分側面図
【図６】同トルク波形図
【図７】同トルク波形図
【図８】従来の回転トルク検出装置の側面図
【図９】同分解斜視図
【図１０】同トルク波形図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００２９】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による回転角度・トルク検出装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は略円筒状でステアリングに連動して回転するポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の第一の回転体、１２は略円弧状でフェライトやＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金等の磁石、１３は略円筒状でポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の保持体で、複数の磁石１２が第一の回転体１１の外周下端に所定間隔で固着されると共に、第一の回転体１１を保持体１３が覆っている。
【００３０】
そして、この略円弧状の磁石１２は、図３の部分斜視図に示すように、上下左右に磁極の異なるＮ極とＳ極が隣接して形成されると共に、６〜１０個の磁石１２が所定の角度間隔で、例えば６個の場合には６０度間隔で第一の回転体１１の外周下端に放射状に配列されている。
【００３１】
また、１４は略円筒状でポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の第二の回転体、１５はパーマロイや鉄、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の第一の磁性体、１６は同じく第二の磁性体で、第二の回転体１４が第一の回転体１１の下方に配置されると共に、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６は、略帯状の板材がリング状に巻回されて形成されている。
【００３２】
さらに、１７はパーマロイや鉄、Ｎｉ−Ｆｅ合金等の第三の磁性体で、略矩形状の複数の第三の磁性体１７が、略円筒状でポリブチレンテレフタレート等の絶縁樹脂製の基体１８に、インサート成形や圧入等によって所定の角度間隔で、例えば６個の第三の磁性体１７が６０度間隔で放射状に配列されている。
【００３３】
そして、この第三の磁性体１７が磁石１２と、第一の磁性体１５及び第二の磁性体１６の間に配置されると共に、第二の回転体１４上端に固着され、この複数の第三の磁性体１７を介して第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が、磁石１２に対向して第二の回転体１４上方に各々配置されている。
【００３４】
また、１９は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、上下面には銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の回転体１１と第二の回転体１４の側方にほぼ平行に配置され、磁石１２との対向面には、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６の間に配設された、垂直方向の磁気を検出するホール素子や、水平方向の磁気を検出するＧＭＲ素子等の、磁気検出素子２０が実装装着されている。
【００３５】
そして、これらの第一の磁性体１５と第二の磁性体１６、第三の磁性体１７や対向した磁石１２と磁気検出素子２０によって回転トルク検出手段２１が形成されると共に、配線基板１９にはマイコン等の電子部品によって、磁気検出素子２０に接続された制御手段２２が形成されている。
【００３６】
また、第一の回転体１１と第二の回転体１４の間には、上端が第一の回転体１１や保持体１３に、下端が第二の回転体１４に各々固着されたトーションバー等の略円柱状で鋼等の連結体２３が設けられて、回転トルク検出部が構成されている。
【００３７】
さらに、２４は外周下面に平歯車部が形成された略リング状で絶縁樹脂または金属製の回転歯車、２５は外周側面に平歯車部が形成された第一の検出歯車、２６は同じく第二の検出歯車で、回転歯車２４が第一の回転体１１外周下端に固着されると共に、この回転歯車２４に第一の検出歯車２５が、第一の検出歯車２５に第二の検出歯車２６が各々噛合している。
【００３８】
なお、これらの歯車の直径及び歯数は、回転歯車２４が最も大きく、第一の検出歯車２５、第二の検出歯車２６の順に小さくなっており、例えば、回転歯車２４の歯数が４８、第一の検出歯車２５の歯数が３２、第二の検出歯車２６の歯数が２８となっている。
【００３９】
そして、この第一の検出歯車２５の中央には磁石２７Ａが、第二の検出歯車２６の中央には磁石２８Ａが、各々インサート成形等により装着されると共に、これらの側方にほぼ平行に配置された配線基板１９の、磁石２７Ａと２８Ａとの対向面には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子２７Ｂと２８Ｂが各々装着されて、回転角度検出手段２７と２８が形成されている。
【００４０】
さらに、これらの磁気検出素子２７Ｂと２８Ｂが制御手段２２に接続されて、回転角度検出部が形成されると共に、制御手段２２には回転トルクの基準値に対する装置毎の誤差を修正するための、回転角度に応じた回転トルクの補正値が記憶されて、回転角度・トルク検出装置が構成されている。
【００４１】
なお、このような制御手段２２への回転トルクの誤差を修正する補正値の記憶は、実際には上記のような回転角度・トルク検出装置を製作した後、あるいは車両への装着後に、第一の回転体１１や第二の回転体１４に治工具やステアリング軸等を装着すると共に、所定の回転トルクを加えながら第一の回転体１１や回転歯車２４等を所定回数回転して、一つ一つの回転角度・トルク検出装置毎に、固有の補正値が制御手段２２へ記憶される。
【００４２】
つまり、本実施の形態の回転角度・トルク検出装置は、ステアリングの回転トルクを検出する回転トルク検出部の下方に、ステアリングの回転角度を検出する回転角度検出部が一体に形成された構成となっている。
【００４３】
そして、このように構成された回転角度・トルク検出装置が、第一の回転体１１や第二の回転体１４にステアリング軸が装着されて、自動車のステアリングホイール下方に装着されると共に、制御手段２２や磁気検出素子２０がコネクタやリード線（図示せず）等を介して自動車本体の電子回路（図示せず）に接続される。
【００４４】
以上の構成において、ステアリングホイールを回転すると、これに伴って第一の回転体１１が回転し、この下端に固着された回転歯車２４が回転するため、回転歯車２４に噛合した第一の検出歯車２５、及び第一の検出歯車２５に噛合した第二の検出歯車２６が各々連動して回転する。
【００４５】
そして、第一の検出歯車２５の回転に伴って、中央に装着された磁石２７Ａも回転して磁気の方向が変化し、この磁石２７Ａの磁気の方向を磁気検出素子２７Ｂが検出して、磁気の正弦波や余弦波から正接計算や直線近似計算等を行い、図４（ａ）の角度波形図に示すような、増減を繰返す略鋸歯状の角度検出信号Ｌが制御手段２２へ入力される。
【００４６】
また、第二の検出歯車２６の回転に伴って、磁石２８Ａに対向した磁気検出素子２８Ｂからも、図４（ｂ）に示すような角度検出信号Ｍが制御手段２２へ出力されるが、この時、第一の検出歯車２５と第二の検出歯車２６とは歯数が異なっているため、磁気検出素子２７Ａから出力される角度検出信号Ｌと、磁気検出素子２８Ｂから出力される角度検出信号Ｍは、略鋸歯状のデータ波形の傾き角度や形状が異なり、位相差のあるものとなって制御手段２２へ入力される。
【００４７】
そして、これらの角度検出信号ＬとＭから制御手段２２が、第一の検出歯車２５の検出信号Ｌの例えば２回転目の角度θ１から、第二の検出歯車２６の検出信号Ｍの例えば２回転目の角度θ２を減じて、図４（ｃ）に示すような、漸次増加する直線状の位相差信号Ｎを算出し、この角度θ１−θ２から、先ず回転歯車２４の概略の回転角度を検出する。
【００４８】
さらに、この後、角度検出信号Ｌの角度θ１または角度検出信号Ｍの角度θ２と、回転歯車２４に対する第一の検出歯車２５と第二の検出歯車２６の各平歯車部の歯数から、制御手段２２が回転歯車２４の詳細な回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力される。
【００４９】
また、この時、ステアリング軸と第一の回転体１１の回転に伴って、連結体２３が捩じれた後、第一の回転体１１にやや遅れて第二の回転体１４が回転するが、この時、例えば車両が走行時には回転トルクが小さいため、第一の回転体１１に対する第二の回転体１４の回転の遅れは少なく、停車時には回転トルクが大きいため、第二の回転体１４の回転の遅れが大きくなる。
【００５０】
そして、この第一の回転体１１の回転に伴って、これに固着された複数の磁石１２が回転し、これにやや遅れて第二の回転体１４も回転して、磁気検出素子２０が第一の磁性体１５と第二の磁性体１６を介して磁石１２の磁気を検出し、これが車両の電子回路へ出力される。
【００５１】
つまり、ステアリングホイールが回転操作されず中立位置で、車両が直進状態にある場合には、例えば、図５（ａ）の部分側面図に示すように、磁石１２と第一の磁性体１５及び第二の磁性体１６の間に配列された、複数の第三の磁性体１７の中心が、上下左右に磁極の異なるＮ極とＳ極が隣接した磁石１２の中心にあるため、これらのＮ極からＳ極への磁力が各々釣り合った状態となっている。
【００５２】
したがって、複数の第三の磁性体１７外方の、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６の間にも磁束が発生しないため、これらの間に配設された磁気検出素子２０が検出する磁気は０となり、図６（ａ）のトルク波形図に示すように、例えば電圧２．５Ｖの直線状のトルク検出信号Ｔ１が、磁気検出素子２０から車両の電子回路に出力される。
【００５３】
これに対し、ステアリングホイールが右または左方向へ回転され、磁石１２が回転して、例えば、図５（ｂ）に示すように、磁石１２に対して第三の磁性体１７の中心がずれた状態では、第三の磁性体１７には磁石１２によって、Ｎ極からＳ極への閉磁路となった磁束が生じる。
【００５４】
また、同時に、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６にも、磁石１２によってＮ極からＳ極への磁束が発生し、これらの磁気を磁気検出素子２０が検出して、磁気の強弱に応じた電圧、例えば図６（ａ）に示すような、電圧４Ｖ前後の直線状のトルク検出信号Ｔ２が電子回路へ出力される。
【００５５】
なお、ステアリングホイールが上記とは逆の方向へ回転された場合には、磁束の方向が上記とは逆となるため、この磁気を磁気検出素子２０が検出して、図６（ａ）に示すように、例えば電圧１Ｖ前後の直線状のトルク検出信号Ｔ５が、磁気検出素子２０から電子回路に出力される。
【００５６】
また、この時、第一の回転体１１に対する第二の回転体１４の回転の遅れは、回転トルクが小さな場合には角度として１度前後、回転トルクが大きな場合には４度前後の遅れ角度になると共に、磁気検出素子２０が検出する磁気は、磁石１２が固着された第一の回転体１１に対し、第三の磁性体１７が固着された第二の回転体１４の、回転の遅れが少ない場合には磁気が弱く、回転の遅れが大きな場合には磁気が強いものとなる。
【００５７】
そして、この第一の磁性体１５と第二の磁性体１６、第三の磁性体１７を介して検出された磁気検出素子２０の磁気の強弱と、制御手段２２から出力される回転角度に応じた補正値から、車両の電子回路がステアリング軸の回転トルクを算出すると共に、このステアリングの回転トルクや回転角度、あるいは車体の各部に装着された速度センサ等からの様々なデータを演算して、パワーステアリング装置やブレーキ装置等の車両の様々な制御が行われる。
【００５８】
つまり、車両の走行や停車状態に合わせ、例えば、車両が走行中でステアリングの回転トルクが小さな場合には、パワーステアリング装置の利きを緩めて、ステアリングホイールをある程度重い力で回転操作するようにし、車両が停車していてステアリングの回転トルクが大きな場合には、パワーステアリング装置を大きく利かせて、軽い力でもステアリングホイールの回転操作を行えるように制御を行う。
【００５９】
あるいは、制御手段２２からの回転角度によって、ステアリングホイールが大きく回転操作されている場合には、ブレーキ装置の効きを断続的にし、小さく回転操作されている場合には、ブレーキ装置を連続的に効かせる等の、ステアリングホイールの回転に応じたブレーキ装置の制御等が行われる。
【００６０】
また、この時、上述したように、制御手段２２には予め回転角度に応じて回転トルクの誤差を修正する補正値が記憶され、これが磁気検出素子２０からのトルク検出信号と共に、制御手段２２から車両の電子回路に出力されるようになっているため、この補正値を用いて電子回路が、磁気検出素子２０からの回転トルクのデータの補正を行うように構成されている。
【００６１】
つまり、例えばパワーステアリング装置がはたらいた状態で、ステアリングホイールを回転操作した場合、上記のように磁石１２と、これにやや遅れて第三の磁性体１７が回転するが、この時、第一の磁性体１５や第二の磁性体１６以外の箇所からも磁石１２の磁気が漏れ、これを磁気検出素子２０が検出してしまう場合がある。
【００６２】
そして、このような漏れ磁束が発生した場合、磁気検出素子２０から出力されるトルク検出信号は、図６（ａ）に示したような直線状のものとはならず、実際には図６（ｂ）に示す、トルク検出信号Ｔ３やＴ４のような、所定角度の間隔で増減を繰返す波打った誤差のあるものとなり、これらが車両の電子回路へ出力されてしまう。
【００６３】
ただし、この時、制御手段２２には予めこの誤差に対する回転角度に応じた補正値、例えば図６（ｂ）に示すように、第一の回転体１１の回転角度がθ３である場合の誤差δ３、回転角度がθ４である場合の誤差δ４というように、基準値に対する補正値が回転角度に応じて、一つ一つの回転角度・トルク検出装置毎に記憶されている。
【００６４】
そして、この記憶された回転角度に応じた補正値が、例えば図６（ｃ）に示すように、トルク検出信号Ｔ３やＴ４を修正するための、これらとは基準値に対して電圧値が反転した、逆相のトルク補正信号Ｔ６やＴ７として制御手段２２から出力され、電子回路がこのトルク補正信号Ｔ６やＴ７によって、磁気検出素子２０からのトルク検出信号Ｔ３やＴ４の補正を行う。
【００６５】
すなわち、磁石１２からの漏れ磁束等が生じた場合、磁気検出素子２０からは誤差のあるトルク検出信号Ｔ３やＴ４が電子回路へ出力されるが、同時に、制御手段２２からはこれらを修正するための補正値が、トルク補正信号Ｔ６やＴ７として電子回路へ出力され、これらによって電子回路が回転トルクのデータの補正を行い、図６（ａ）に示したような直線状の電圧Ｔ１やＴ２を用いて、誤差のない回転トルクの検出が行われるようになっている。
【００６６】
さらに、以上のような回転トルクの検出を行う際、もし磁石１２とこれに対向した第三の磁性体１７の間に偏心や傾きがあり、これらの間隔が均一でなかった場合には、磁石１２が一回転する間に、磁気検出素子２０が検出する磁気の強弱にばらつきが生じ、磁気検出素子２０からは、図７（ａ）のトルク波形図に示すような、例えば一回転の始終点と中間点で電圧差Δのある、うねったようなトルク検出信号Ｔ８が出力されてしまう。
【００６７】
しかし、この場合にも、制御手段２２には回転角度・トルク検出装置の製作時や車両への装着時に、このような誤差に対する補正値が記憶されているため、図７（ｂ）に示すような、トルク検出信号Ｔ８とは逆相の、回転角度に応じたトルク補正信号Ｔ９が制御手段２２から出力され、これによって電子回路が回転トルクのデータの補正を行うようになっている。
【００６８】
つまり、回転トルク検出部に加え、回転歯車２４や第一の検出歯車２５、第二の検出歯車２６、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２７や２８から形成された回転角度検出部を設けると共に、回転トルク検出手段２１と回転角度検出手段２７や２８に接続された制御手段２２が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を修正する補正値を出力することによって、磁石１２からの漏れ磁束等による誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えるように構成されている。
【００６９】
したがって、磁気検出素子２０が漏れ磁束等を検出しないように、磁石１２外周と第三の磁性体１７や第一の磁性体１５、第二の磁性体１６との間隙を広げ、全体の形状を大きく形成する必要もないため、回転角度・トルク検出装置全体の小型化を図ることも容易に行えるようになっている。
【００７０】
さらに、制御手段２２から回転トルクの誤差を修正する補正値を出力し、車両の電子回路がこれによって、回転トルク検出手段２１からの回転トルクのデータの補正を行うように構成することで、制御手段２２が磁気検出素子２０からの回転トルクの誤差を補正し、この補正した回転トルクを電子回路へ出力する場合に比べ、制御手段２２をＡＤコンバータが１０ビット前後の比較的安価なマイコンで形成することも可能となる。
【００７１】
すなわち、制御手段２２が磁気検出素子２７Ｂからの角度検出信号Ｌや、磁気検出素子２８Ｂからの角度検出信号Ｍによって、回転歯車２４の回転角度を検出すると共に、磁気検出素子２０からのトルク検出信号Ｔ３やＴ４等の補正も行うように構成した場合には、制御手段２２にＡＤコンバータが１２ビット前後の、ビット数の大きなマイコンが必要となってしまう。
【００７２】
これに対し、車両の電子回路には回転トルクや回転角度の算出に加え、車体の各部に装着された速度センサ等からの様々なデータを演算するために、通常ＡＤコンバータが１２ビット前後のマイコンが用いられており、上記のように制御手段２２からの補正値によって、磁気検出素子２０からのトルク検出信号Ｔ３やＴ４等の補正を行うように構成しても、さらに大きなビット数のマイコンを用いる必要はない。
【００７３】
つまり、上記のように制御手段２２からは、回転トルクの誤差を修正する補正値のみを出力し、車両の電子回路がこれによって、回転トルク検出手段２１からの回転トルクのデータの補正を行うように構成することによって、安価なマイコンを用いて、回転角度・トルク検出装置を安価に形成できると共に、車両全体としても安価な構成とすることが可能となる。
【００７４】
さらに、万が一、磁気検出素子２０に破損や故障が生じた場合には、制御手段２２が上記のようなトルク補正信号Ｔ６やＴ７等に代えて、例えば電圧５Ｖや０Ｖの直線状の報知信号を車両の電子回路に出力し、電子回路がこれに基づいて警告灯の点滅やブザーの吹鳴等を行うようにすれば、こうした磁気検出素子２０の破損や故障を搭乗者に知らせることも可能となる。
【００７５】
また、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６を略帯状に形成すると共に、これらと磁石１２の間に略矩形状の複数の第三の磁性体１７を所定間隔で配列することによって、第一の磁性体１５と第二の磁性体１６が略帯状、第三の磁性体１７が略矩形状に各々形成されているため、所定寸法の板材から切断や曲げ加工等によって、これらを短時間で歩留り良く、安価に製作することができるようになっている。
【００７６】
なお、以上の説明では、回転トルク検出部の下方に、回転角度検出部を一体に形成した構成について説明したが、第一の回転体１１や第二の回転体１４の側方に、外周側面に平歯車部が形成された回転歯車２４や第一の検出歯車２５、第二の検出歯車２６を各々噛合させて配列し、回転トルク検出部の側方に回転角度検出部を一体に形成した構成としても、本発明の実施は可能である。
【００７７】
さらに、回転トルク検出部と回転角度検出部を別々に形成し、これらをリード線等によって制御手段２２や電子回路に接続した構成としても、本発明の実施は可能であるが、上記のように回転トルク検出部と回転角度検出部を一体に形成し、回転角度の検出と回転トルクの誤差を修正する補正値の出力を、制御手段２２が行う構成とすることによって、構成部品数が少なくなり、装置を安価に形成できると共に、小型化を図ることもより容易に行うことができる。
【００７８】
このように本実施の形態によれば、第一の回転体１１と共にステアリングに連動して回転する回転歯車２４と、この回転歯車２４に連動して回転する第一の検出歯車２５や第二の検出歯車２６、及びこれらの回転角度を検出する回転角度検出手段２７や２８を設けると共に、回転トルク検出手段２１と回転角度検出手段２７や２８に接続された制御手段２２が、回転角度に応じて回転トルクの誤差を修正する補正値を出力することによって、磁石１２からの漏れ磁束等による誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が行えると共に、装置全体の小型化も容易に図ることが可能な回転角度・トルク検出装置を得ることができるものである。
【００７９】
なお、以上の説明では、回転歯車２４に第一の検出歯車２５を、第一の検出歯車２５に第二の検出歯車２６を各々噛合させて、回転角度検出部を形成した構成について説明したが、第一の検出歯車２５と第二の検出歯車２６の両方を、回転歯車２４に噛合させた構成や、あるいは、いずれか一方のみを回転歯車２４に噛合させた構成としても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明による回転角度・トルク検出装置は、誤差がなく、高精度で確実な回転トルクの検出が可能なものを実現することができ、主に自動車のステアリングの回転角度や回転トルクの検出用として有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１１  第一の回転体
１２  磁石
１３  保持体
１４  第二の回転体
１５  第一の磁性体
１６  第二の磁性体
１７  第三の磁性体
１８  基体
１９  配線基板
２０  磁気検出素子
２１  回転トルク検出手段
２２  制御手段
２３  連結体
２４  回転歯車
２５  第一の検出歯車
２６  第二の検出歯車
２７、２８  回転角度検出手段
２７Ａ、２８Ａ  磁石
２７Ｂ、２８Ｂ  磁気検出素子
【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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