(57)【要約】【課題】軟磁性体製の一対の磁気ヨークと、多極磁石とを用いてトルクの検出を行うトルクセンサにおいて、外来電界ノイズの影響を低減すること。【解決手段】第１の操舵軸１４に固定された多極磁石２２と、第２の操舵軸１５に固定された一対の軟磁性体製の磁気ヨーク２３，２４との相対回転により生じる磁束の密度は、エアギャップ２９を有して互いに対向する一対の集磁リング２７，２８を介して、ホールＩＣ３０によって検出される。エアギャップ２９を避けた位置に、補正用ホールＩＣ４４が配置されている。ＥＣＵ１８は、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１から、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に基づく補正値Ａ１を減じる。ＥＣＵ１８の演算器４７は、減じた値Ｅ１−Ａ１に基づいて、第１および第２の操舵軸１４，１５に負荷されたトルクを演算する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結軸を介して同軸上に相対回転可能に連結された第１の軸および第２の軸と、
第１の軸に固定された多極磁石と、
第２の軸に固定され、上記多極磁石が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体と、
これら一対の軟磁性体とそれぞれ磁気的に結合され、互いの間にエアギャップを有して互いに対向する一対の集磁リングと、
上記エアギャップに配置され、エアギャップに生ずる磁束の密度を検出するホールＩＣと、
上記エアギャップを避けた位置に配置された補正用磁気センサと、
ホールＩＣの出力および補正用磁気センサの出力に基づいて第１の軸および第２の軸に加えられたトルクを検出するトルク検出部と、を備え、
上記トルク検出部は、ホールＩＣの出力を補正用磁気センサの出力に基づいて補正する機能を有することを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
請求項１において、上記補正用磁気センサは補正用ホールＩＣを含むトルク検出装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記第１の軸および第２の軸の軸方向に関して、上記補正用磁気センサとホールＩＣの位置が互いに等しくされているトルク検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項において、上記集磁リングの周方向に関して、補正用磁気センサとホールＩＣの位置が互いに等しくされているトルク検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項において、上記トルク検出部は、上記補正用磁気センサの出力に基づく補正値Ａ１を上記ホールＩＣの出力から減算することにより、ホールＩＣの出力を補正するトルク検出装置。
【請求項６】
請求項５において、上記補正値Ａ１は、補正用磁気センサの出力に補正係数を乗じて求められ、上記補正係数は、集磁リングの比透磁率の逆数であるトルク検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項において、上記補正用磁気センサは、ホールＩＣを挟んだ両側に配置される第１の補正用磁気センサおよび第２の補正用磁気センサを含み、
第１の補正用磁気センサ、第２の補正用磁気センサおよびホールＩＣは、第１の軸および第２の軸の軸方向に関する位置が互いに等しくされ、且つ一直線上に配置され、
上記補正用磁気センサの出力Ｂ１は、下記式を用いて演算されるトルク検出装置。
Ｂ１＝（Ｃ２−Ｃ１）×ｄ１｛１／（ｄ１＋ｄ２）｝＋Ｃ１
ただし、Ｃ１：第１の補正用磁気センサの出力
Ｃ２：第２の補正用磁気センサの出力
ｄ１：第１の補正用磁気センサとホールＩＣとの距離
ｄ２：第２の補正用磁気センサとホールＩＣとの距離
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項において、上記ホールＩＣとして一対のホールＩＣが設けられ、
各ホールＩＣに対して、１または複数の補正用磁気センサが設けられているトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルク検出装置は、例えば、トーションバーを介して同軸に連結された入力軸および出力軸と、入力軸に固定された永久磁石と、永久磁石の磁界内に配置されて出力軸に固定された一対の環状の磁気ヨークと、磁気ヨークと永久磁石との相対回転により一対のヨーク間に生じた磁束を誘導する一対の集磁リングと、集磁リング間の磁束を検出するホールＩＣセンサと、を有している（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００４−１２５７１７号公報
【特許文献２】特開２００６−７１３２６号公報
【特許文献３】特開２００５−２６５５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のトルク検出装置では、外来磁界ノイズがトルクの誤検出の原因となる。磁界ノイズによってトルク検出結果が変化してしまわないようにする必要がある。この対策として、特許文献１，２では、集磁リングの外周を磁気シールドで覆っており、特許文献３では、ホールＩＣの周囲を磁気シールドで覆っている。
しかしながら、特許文献１〜３の何れにおいても、集磁リングと磁気ヨークとの間に侵入してくる磁界ノイズに対するシールド部材が配置されていない。このため、集磁リングと磁気ヨークとの間に磁界ノイズが侵入してしまう。特許文献１〜３において、ホールＩＣには、入力軸および出力軸の軸方向に沿って磁束が通過するようになっており、この軸方向に関する磁界ノイズの影響を低減することが求められている。
【０００４】
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、磁界ノイズの影響を低減することのできる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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、連結軸（１６）を介して同軸上に相対回転可能に連結された第１の軸（１４）および第２の軸（１５）と、第１の軸（１４）に固定された多極磁石（２２）と、第２の軸（１５）に固定され、上記多極磁石（２２）が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体（２３，２４）と、これら一対の軟磁性体（２３，２４）とそれぞれ磁気的に結合され、互いの間にエアギャップ（２９）を有して互いに対向する一対の集磁リング（２７，２８）と、上記エアギャップ（２９）に配置され、エアギャップ（２９）に生ずる磁束の密度を検出するホールＩＣ（３０）と、上記エアギャップ（２９）を避けた位置に配置された補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）と、ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）および補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に基づいて第１の軸（１４）および第２の軸（１５）に加えられたトルクを検出するトルク検出部（１８）と、を備え、上記トルク検出部（１８）は、ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）を補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に基づいて補正する機能を有することを特徴とするトルク検出装置（１７）を提供するものである（請求項１）。
【０００６】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、補正用磁気センサによって検出された外来磁界ノイズと、ホールＩＣの検出結果に含まれる磁界ノイズとを相殺でき、その結果、トルク検出結果が磁界ノイズの影響を受けることを確実に抑制できる。
【０００７】
本発明において、上記補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）は補正用ホールＩＣを含む場合がある（請求項２）。この場合、エアギャップに配置されるホールＩＣと同様のホールＩＣを補正用磁気センサとして用いることができ、部品を共通化できる。
本発明において、上記第１の軸（１４）および第２の軸（１５）の軸方向（Ｘ１）に関して、上記補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）とホールＩＣ（３０）の位置が互いに等しくされている場合がある（請求項３）。この場合、ホールＩＣによって検出される磁界ノイズの値と補正用磁気センサによって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。
【０００８】
本発明において、上記集磁リング（２７，２８）の周方向（Ｒ１）に関して、補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）とホールＩＣ（３０）の位置が互いに等しくされている場合がある（請求項４）。この場合、ホールＩＣによって検出される磁界ノイズの値と補正用磁気センサによって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。
本発明において、上記トルク検出部（１８）は、上記補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に基づく補正値Ａ１を上記ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）から減算することにより、ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）を補正する場合がある（請求項５）。この場合、減算という簡易な処理によってホールＩＣの出力を補正できる。
【０００９】
本発明において、上記補正値Ａ１は、補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に補正係数を乗じて求められ、上記補正係数は、集磁リング（２７，２８）の比透磁率（μｓ）の逆数である場合がある（請求項６）。この場合、集磁リングを磁界ノイズが通過したことによるエアギャップの磁束密度の変化を、補正値として用いることができる。
【００１０】
本発明において、上記補正用磁気センサは、ホールＩＣ（３０）を挟んだ両側に配置される第１の補正用磁気センサ（４４ａ）および第２の補正用磁気センサ（４４ｂ）を含み、第１の補正用磁気センサ（４４ａ）、第２の補正用磁気センサ（４４ｂ）およびホールＩＣ（３０）は、第１の軸（１４）および第２の軸（１５）の軸方向（Ｘ１）に関する位置が互いに等しくされ、且つ一直線上に配置され、上記補正用磁気センサの出力Ｂ１は、下記式を用いて演算される場合がある（請求項７）。
【００１１】
Ｂ１＝（Ｃ２−Ｃ１）×ｄ１｛１／（ｄ１＋ｄ２）｝＋Ｃ１。
ただし、Ｃ１：第１の補正用磁気センサの出力。Ｃ２：第２の補正用磁気センサの出力。ｄ１：第１の補正用磁気センサとホールＩＣとの距離。ｄ２：第２の補正用磁気センサとホールＩＣとの距離。
この場合、補正用磁気センサとして、２つのセンサを用いることができ、磁界ノイズの値をより正確に求めることができる。
【００１２】
本発明において、ホールＩＣ（３０）として一対のホールＩＣ（３０，３０）が設けられ、各ホールＩＣ（３０）に対して、１または複数の補正用磁気センサ（４４）が設けられている場合がある（請求項８）。この場合、一対のホールＩＣを用いることにより、トルク検出精度を高めることができる。また、各ホールＩＣに対してそれぞれ補正用磁気センサを用いるので、各ホールＩＣに対応した磁界ノイズを検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施の形態では、トルク検出装置が自動車の電動パワーステアリング装置に適用された例を説明するが、本発明のトルク検出装置は、電動パワーステアリング装置以外の他の装置や機器に適用することもできる。
図１は、本発明の一実施の形態のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【００１４】
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されるステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結される中間軸５と、この中間軸５に自在継手６を介して連結されているピニオン軸７と、ピニオン軸７の先端部に設けられたピニオン８に噛み合うラック９を形成して車両の左右方向に延びるラック軸１０とを有している。
【００１５】
ラック軸１０は、筒状のハウジング１１に軸方向移動可能に支持されている。ラック軸１０の両端部にはそれぞれタイロッド１２が連結されており、各タイロッド１２は、対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１３に連結されている。
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転は中間軸５等を介してピニオン８に伝達され、ピニオン８およびラック９によって、車両の左右方向に沿うラック軸１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１３の転舵が達成される。
【００１６】
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる第１の軸としての第１の操舵軸１４と、自在継手４に連なる第２の軸としての第２の操舵軸１５とを有している。これら第１および第２の操舵軸１４，１５は、連結軸としてのトーションバー１６を介して同軸上に互いに連結されている。第１および第２の操舵軸１４，１５は、互いにトルク伝達可能であり、所定の範囲内で相対回転可能とされている。
【００１７】
トーションバー１６の近傍には、トルク検出装置としてのトルクセンサ１７が設けられている。このトルクセンサ１７は、トーションバー１６のねじれに起因する第１の操舵軸１４と第２の操舵軸１５との相対回転変位量から、第１および第２の操舵軸１４，１５に付与されるトルクを検出するものである。トルクセンサ１７は、トルク検出部としてのＥＣＵ１８（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）を含んでいる。
【００１８】
ＥＣＵ１８は、トルク検出結果や、車速センサ（図示せず）からの車速検出信号等に基づいて、操舵補助用の電動モータ１９の駆動を制御する。これにより電動モータ１９が駆動すると、その出力回転（動力）が、ウォームギヤ機構等の減速機構２０で減速されて第２の操舵軸１５へ伝達される。
第２の操舵軸１５に伝えられた動力は、さらに中間軸５等を介して、上記ラック軸１０、タイロッド１２およびナックルアーム等を含む舵取り機構２１に伝えられ、運転者の操舵が補助される。
【００１９】
図２は、トルクセンサ１７の模式的な断面図である。図２を参照して、トルクセンサ１７は、上記第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５と、第１の操舵軸１４の一端に固定された多極磁石２２と、第２の操舵軸１５の一端に固定され、多極磁石２２が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体としての磁気ヨーク２３，２４と、を含んでいる。
【００２０】
多極磁石２２は、円筒形状の永久磁石であり、複数の極（Ｎ，Ｓそれぞれ同じ極数）が周方向に等間隔で着磁されている。多極磁石２２の軸線と、第１の操舵軸１４の軸線とは、互いに一致している。
磁気ヨーク２３，２４は、円筒形状のヨーク２５の一部を構成している。ヨーク２５は、第２の操舵軸１５に、互いの軸線が一致するように固定される。このヨーク２５は、多極磁石２２に対して、径方向に所定の隙間を隔てて対向しており、多極磁石２２を取り囲んでいる。
【００２１】
図２および図３（Ａ）に示すように、磁気ヨーク２３，２４は、それぞれ、板状のリングに、その板面に垂直な一方向に延びる複数の二等辺三角形状の爪２６が等間隔に周設されている。各磁気ヨーク２３，２４は、それぞれの爪２６が周方向に適当な間隔でずれるように対向する状態で、合成樹脂部材３３にモールドされている。各磁気ヨーク２３，２４のうち、多極磁石２２に対向する内側の面は、合成樹脂部材３３から露出している。
【００２２】
磁気ヨーク２３，２４は、第１および第２の操舵軸１４，１５にトルクが加えられていない操舵中立状態において、それぞれの爪２６の先端が、多極磁石２２のＮ極及びＳ極の境界を指すように配置される。
図２を参照して、トルクセンサ１７は、磁気ヨーク２３，２４からの磁束を誘導する一対の集磁リング２７，２８を含んでいる。これら一対の集磁リング２７，２８は、軟磁性体を用いて形成された環状の部材であり、磁気ヨーク２３，２４を取り囲んでこれらの磁気ヨーク２３，２４にそれぞれ磁気的に結合されている。
【００２３】
一対の集磁リング２７，２８は、それぞれ、第１および第２の操舵軸１４，１５の軸方向Ｘ１（以下、単に軸方向Ｘ１ともいう）に離隔して相対向しており、互いの間にエアギャップ２９が設けられている。エアギャップ２９とは、一対の集磁リング２７，２８間の間隔をいう。各集磁リング２７，２８は、環状の主体部２７ａ，２８ａと、主体部２７ａ，２８ａから延設された平板状の舌片２７ｂ，２８ｂとを含んでいる。
【００２４】
図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図２および図４を参照して、各舌片２７ｂ，２８ｂは、集磁リング２７，２８の周方向Ｒ１（以下、単に周方向Ｒ１ともいう）の位置が揃えられており、対応する環状の主体部２７ａ，２８ａから軸方向Ｘ１にそれぞれ突き出ている。一対の舌片２７ｂ，２８ｂ間のエアギャップ２９は、一対の主体部２７ａ，２８ａ間のエアギャップ２９よりも狭くされている。
【００２５】
一対の舌片２７ｂ，２８ｂ間のエアギャップ２９に、１ないし複数（本実施の形態において、１つ）のホールＩＣ３０が配置されている。ホールＩＣ３０は、エアギャップ２９に生ずる磁束の密度を検出するものであり、エアギャップ２９に生ずる磁束のうち、軸方向Ｘ１に平行な成分に応じた出力（電位差）を生じるように配置されている。
ホールＩＣ３０には、回路基板３１が接続されている。車両のバッテリー等の電源３２からの電力は、回路基板３１を介してホールＩＣ３０に供給され、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１は、回路基板３１を介してＥＣＵ１８に出力される。
【００２６】
集磁リング２７，２８、ホールＩＣ３０および回路基板３１は、合成樹脂部材３４によりモールドされている。集磁リング２７，２８の内周面は、合成樹脂部材３４から露出している。
集磁リング２７，２８、ホールＩＣ３０、回路基板３１および合成樹脂部材３４は、一体成形品としてのアッセンブリ３５とされている。このアッセンブリ３５は、鋼板等の磁気シールド部材が設けられていない状態で、第１および第２の操舵軸１４，１５が挿通されたセンサハウジング３６に固定されている。
【００２７】
センサハウジング３６は、車体（図示せず）に支持された筒状の部材であり、アッセンブリ３５の一部を収容する空間３７が区画されている。センサハウジング３６には、合成樹脂部材３４を受ける座部３８が設けられている。座部３８には、センサハウジング３６の径方向に開放され、アッセンブリ３５が挿通される挿通孔３９が形成されている。
合成樹脂部材３４には、座部３８の一側面（挿通孔３９の周縁部）の形状に合致する形状のフランジ４０が設けられている。フランジ４０には、一対のねじ挿通孔４１，４１が形成されている。センサハウジング３６には、各ねじ挿通孔４１，４１に対応する位置にねじ孔４２，４２がそれぞれ形成されている。対応するねじ挿通孔４１およびねじ孔４２をそれぞれ挿通する一対の取付ねじ４３，４３により、合成樹脂部材３４がセンサハウジング３６に締結されている。
【００２８】
本実施の形態の特徴とするところは、外来電界ノイズによってトルク検出結果が変化することを、補正用磁気センサを用いて抑制するようになっている点にある。具体的には、補正用磁気センサとしての補正用ホールＩＣ４４が設けられている。
補正用ホールＩＣ４４は、ホールＩＣ３０と同様のホールＩＣを用いてなり、ホールＩＣ３０に対応して、１ないし複数（本実施の形態において、１個）設けられている。
【００２９】
なお、補正用磁気センサとして、ＭＲ素子等の他のセンサを用いてもよいが、磁界の向きを検出可能なホール素子等を少なくとも１つは用いる必要がある。
補正用ホールＩＣ４４は、ホールＩＣ３０と共に上記単一の合成樹脂部材３４にモールドされており、アッセンブリ３５の一部を構成している。この補正用ホールＩＣ４４は、当該補正用ホールＩＣ４４を通過する磁束のうち、軸方向Ｘ１に平行な成分に応じた出力（電位差）を生じるように配置されている。
【００３０】
補正用ホールＩＣ４４は、軸方向Ｘ１に関する位置が、ホールＩＣ３０と略等しくなるように、且つ周方向Ｒ１に関する位置が、ホールＩＣ３０と略等しくなるように、ホールＩＣ３０に近接して配置されている。
また、補正用ホールＩＣ４４は、多極磁石２２に基づいて生じる磁場を避けた箇所であって、この磁場に可及的に近い箇所に配置されている。補正用ホールＩＣ４４の配置場所は、エアギャップ２９を避けた位置である。補正用ホールＩＣ４４とホールＩＣ３０とは、回路基板３１に対して互いに対称に配置されている。
【００３１】
補正用ホールＩＣ４４には、回路基板３１が接続されている。電源３２からの電力は、回路基板３１を介して補正用ホールＩＣ４４に供給される。補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１は、回路基板３１を介してＥＣＵ１８に出力される。
図２を参照して、ＥＣＵ１８は、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１および補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に基づいて、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に加えられたトルクを検出するようになっており、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に基づいて補正する機能を有している。このＥＣＵ１８は、乗算器４５と、減算器４６と、演算器４７とを含んでいる。
【００３２】
乗算器４５は、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を補正するための補正値Ａ１を算出するものである。具体的には、集磁リング２７，２８の比透磁率μｓの逆数１／μｓ（補正係数）を、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に乗算して、補正値Ａ１を算出する（Ａ１＝Ｂ１×１／μｓ）。
乗算器４５で算出された補正値Ａ１は、減算器４６に出力される。減算器４６では、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１から補正値Ａ１を減算（Ｅ１−Ａ１）し、減算後（補正後）の出力Ｅ１−Ａ１が、演算器４７に入力される。演算器４７では、補正後の出力Ｅ１−Ａ１を微分演算する等により、第１および第２の操舵軸１４，１５に加えられたトルクを算出する。
【００３３】
以上の概略構成をするトルクセンサ１７は、以下のように動作する。
第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５にトルクが加えられないとき、磁気ヨーク２３，２４の各爪２６は、図２および図３（Ａ）に示すように、多極磁石２２のＮ極及びＳ極に対向する面積が等しくなり、Ｎ極から入る磁束とＳ極へ出る磁束とが等しくなるので、磁気ヨーク２３と磁気ヨーク２４との間には磁束は生じない。
【００３４】
一方、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に周方向の一方のトルクが加えられたとき、トーションバー１６に捩れが生じて、磁気ヨーク２３，２４の各爪２６と、多極磁石２２との周方向Ｒ１の相対位置が変化する。
このとき、例えば、図３（Ｂ）に示すように、磁気ヨーク２４の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より大きくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より大きくなる。また、磁気ヨーク２３の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より小さくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より小さくなる。その結果、磁気ヨーク２４から磁気ヨーク２３への磁束が生じ、この磁束密度は、各爪２６に対向するＮ極及びＳ極の面積の差が大きい程、大きくなる。
【００３５】
他方、図２および図３（Ｃ）を参照して、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に周方向の他方のトルクが加えられたとき、上記とは逆方向にトーションバー１６に捩れが生じて、磁気ヨーク２３，２４の各爪２６および多極磁石２２の相対位置が変化する。
このとき、例えば、磁気ヨーク２４の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より小さくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より小さくなる。また、磁気ヨーク２３の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より大きくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より大きくなる。その結果、磁気ヨーク２３から磁気ヨーク２４への磁束が生じ、この磁束密度は、各爪２６に対向するＮ極及びＳ極の面積の差が大きい程、大きくなる。
【００３６】
上記した磁気ヨーク２３および磁気ヨーク２４間のエアギャップの磁束密度に応じて、磁気ヨーク２３，２４に生じた磁束は、図２に示す集磁リング２７，２８によりそれぞれ誘導され、誘導された磁束は、集磁リング２７，２８の一対の舌片２７ｂ，２８ｂ間のエアギャップ２９に集中し、ホールＩＣ３０により検出される。集磁リング２７，２８により、ホールＩＣ３０は、磁気ヨーク２３，２４の全周で発生する磁束密度の平均を検出することが出来る。
【００３７】
以上により、ホールＩＣ３０は、集磁リング２７，２８に生じた磁束に応じた磁束密度、即ち、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に加えられたトルクに応じた磁束密度を検出することが出来る。
ホールＩＣ３０の出力Ｅ１は、ＥＣＵ１８に入力される。このとき、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１は、ＥＣＵ１８に入力され、乗算器４５で、集磁リング２７，２８の比透磁率μｓの逆数１／μｓが乗じられて補正値Ａ１（＝Ｂ１×１／μｓ）とされる。
【００３８】
前述したように、減算器４６でホールＩＣ３０の出力Ｅ１から補正値Ａ１が減算され、減算後の出力Ｅ１−Ａ１に基づいて、演算器４７で、第１および第２の操舵軸１４，１５に加えられたトルクが算出される。
以上の次第で、本実施の形態によれば、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に基づいて補正するようにしており、補正用ホールＩＣ４４によって検出された外来磁界ノイズと、ホールＩＣ３０の検出結果に含まれる磁界ノイズとを相殺できる。その結果、トルク検出結果が磁界ノイズの影響を受けることを確実に抑制できる。
【００３９】
また、補正用磁気センサとして補正用ホールＩＣ４４を含用いることにより、エアギャップ２９に配置されるホールＩＣ３０と同様のホールＩＣを補正用磁気センサとして用いることができ、部品を共通化できる。
さらに、軸方向Ｘ１に関して、補正用ホールＩＣ４４とホールＩＣ３０の位置を互いに等しくしている。これにより、ホールＩＣ３０によって検出される磁界ノイズの値と、補正用ホールＩＣ４４によって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。その結果、トルクセンサ１７の近傍に配置されたリレー回路やスピーカー等の電気機器から受ける磁界ノイズが、補正用ホールＩＣ４４およびホールＩＣ３０に均等に作用する。
【００４０】
また、周方向Ｒ１に関して、補正用ホールＩＣ４４とホールＩＣ３０の位置を互いに等しくしている。これにより、ホールＩＣ３０によって検出される磁界ノイズの値と、補正用ホールＩＣ４４によって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。
さらに、ＥＣＵ１８において、補正用ホールＩＣ４４の出力に基づく補正値Ａ１をホールＩＣ３０の出力Ｅ１から減算（Ｅ１−Ａ１）することにより、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を補正している。このように、減算という簡易な処理によってホールＩＣ３０の出力を補正できる。
【００４１】
また、上記補正値Ａ１は、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に集磁リング２７，２８の比透磁率μｓの逆数１／μｓを乗じた値としている。これにより、集磁リング２７，２８を磁界ノイズが通過したことによるエアギャップ２９の磁束密度の変化を、補正値として用いることができる。
なお、本実施の形態において、アッセンブリ３５に補正用ホールＩＣ４４を設けず、代わりに、補正用ホールＩＣ４４を合成樹脂部材でモールドした補正用ホールＩＣアッセンブリを設け、補正用ホールＩＣアッセンブリをアッセンブリ３５とは別途、センサハウジング３６に固定してもよい。
【００４２】
また、補正係数を、予め用意したマップに基づいて決定してもよい。この場合、マップは、所定の実験を行うこと等に基づいて設定され、ＥＣＵ１８のＲＯＭに格納される。
さらに、ホールＩＣ３０と補正用ホールＩＣ４４とは、軸方向Ｘ１の位置が互いに異なっていてもよいし、周方向Ｒ１の位置が互いに異なっていてもよい。
また、補正係数は集磁リング２７，２８の比透磁率だけでなく、形状やギャップによって決まる関数に基づいて決定してもよい。
【００４３】
図５は、本発明の別の実施の形態の要部の模式図である。なお、以下では、図１〜図４に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成については図に同様の符号を付してその説明を省略する。
図５を参照して、本実施の形態では、補正用磁気センサとして、一対の補正用ホールＩＣを用いている。具体的には、第１の補正用磁気センサとしての第１の補正用ホールＩＣ４４ａと、第２の補正用磁気センサとしての第２の補正用ホールＩＣ４４ｂｂとが備えられている。
【００４４】
これら第１および第２の補正用ホールＩＣ４４ａ，４４ｂは、ホールＩＣ３０を挟んだ両側に配置されている。第１の補正用ホールＩＣ４４ａ、第２の補正用ホールＩＣ４４ｂおよびホールＩＣ３０は、軸方向Ｘ１（紙面に直交する方向）に関する位置が揃えられ、且つ、互いに一直線上に配置されている。
軸方向Ｘ１に沿ってみて、第１の補正用ホールＩＣ４４ａの図心、第２の補正用ホールＩＣ４４ｂの図心、およびホールＩＣ３０の図心のそれぞれを通る直線ＬＡが、集磁リング２７の軸線ＭＡを通っている。
【００４５】
第１の補正用ホールＩＣ４４ａの図心と、ホールＩＣ３０の図心とは、所定の距離ｄ１を持って互いに離隔している。第２の補正用ホールＩＣ４４ｂの図心と、ホールＩＣ３０の図心とは、所定の距離ｄ２を持って互いに離隔している。
第１の補正用ホールＩＣ４４ａの出力Ｃ１および第２の補正用ホールＩＣ４４ｂの出力Ｃ２は、それぞれ、ＥＣＵ１８の出力演算器４８に入力される。出力演算器４８は、補正用磁気センサとしての（第１および第２の補正用ホールＩＣ４４ａ，４４ｂ全体としての）出力Ｂ１を演算するものである。出力演算器４８において、出力Ｂ１は下記式を用いて演算される。
【００４６】
Ｂ１＝（Ｃ２−Ｃ１）×ｄ１｛１／ｄ１＋ｄ２｝｝＋Ｃ１
出力演算器４８で演算された出力Ｂ１は、乗算器４５に出力される。
本実施の形態によれば、補正用磁気センサとして、２つの補正用ホールＩＣ４４ａ，４４ｂを用いることができ、磁界ノイズの値をより正確に求めることができる。
なお、図６に示すように、第１の補正用ホールＩＣ４４ａおよび第２の補正用ホールＩＣ４４ｂが、ホールＩＣ３０を周方向Ｒ１に挟むように、各ホールＩＣ３０，４４ａ，４４ｂを一直線上に並べてもよい。
【００４７】
本発明は、以上の各実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、図７に示すように、一対のホールＩＣ３０，３０を用いてもよい。この場合、各ホールＩＣ３０，３０のそれぞれに対して、１または複数の補正用ホールＩＣ４４，４４（本実施の形態において、例えば１つの補正用ホールＩＣ４４）を用いることができる。このように、一対のホールＩＣ３０，３０を用いることにより、トルク検出精度を高めることができる。また、各ホールＩＣ３０，３０に対してそれぞれ補正用ホールＩＣ４４を用いるので、各ホールＩＣ３０に対応した磁界ノイズを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】トルクセンサの模式的な断面図である。
【図３】磁気ヨークと多極磁石との関係を示す図であり、（Ａ）は、第１の操舵軸および第２の操舵軸にトルクが負荷されていない状態を示しており、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、第１の操舵軸および第２の操舵軸にトルクが負荷されている状態を示している。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の別の実施の形態の要部の模式図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態の要部の模式図である。
【図７】本発明のさらに別の実施の形態の要部の模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１４…第１の操舵軸（第１の軸）、１５…第２の操舵軸（第２の軸）、１６…トーションバー（連結軸）、１７…トルクセンサ（トルク検出装置）、１８…ＥＣＵ（トルク検出部）、２２…多極磁石、２３，２４…磁気ヨーク（一対の軟磁性体）、２７，２８…集磁リング、２９…エアギャップ、３０…ホールＩＣ、４４，４４ａ，４４ｂ…補正用ホールＩＣ（補正用磁気センサ）、Ａ１…補正値、Ｂ１…（補正用ホールＩＣの）出力、Ｃ１…（第１の補正用ホールＩＣの）出力、Ｃ２…（第２の補正用ホールＩＣの）出力、ｄ１…（第１の補正用ホールＩＣとホールＩＣとの）距離、ｄ２…（第２の補正用ホールＩＣとホールＩＣとの）距離、Ｅ１…（ホールＩＣの）出力、Ｒ１…周方向、Ｘ１…軸方向、μｓ…比透磁率、１／μｓ（補正係数）。
【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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