(57)【要約】【課題】検出手段に異常があったとしても正確な舵角を検出できるようにする。【解決手段】操舵軸１３と一体的に回転する第１歯車４１を設け、この第１歯車４１に複数の連動歯車４３Ａ，４３Ｂを介して連動して回転する第２歯車４２を設ける。第２歯車４２は、第１歯車４１と歯数が異なり、第１歯車４１に対して相対回転する。複数の連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、互いに歯数が異なる。そして、第２歯車４２の回転角度に応じた信号を第１検出手段４９により出力し、複数の連動歯車４３Ａ，４３Ｂの回転角度に応じた信号を複数の第２検出手段５２により出力する。第１検出手段４９及び複数の第２検出手段５２により出力された３つ以上の信号のうちの２つを選択してなる複数の組み合わせから、複数の操舵軸１３の回転角度を演算して求める。【選択図】      図２
2008241411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング装置の操舵軸に連動して互いに異なる回転数で回転する３つ以上の回転体と、
各回転体に対応して設けられ、各回転体の回転を検出して回転角度に応じた信号を出力する３つ以上の検出手段と、
前記各検出手段により出力された３つ以上の信号のうちの２つを選択してなる複数の組み合わせから複数の前記操舵軸の回転角度を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とする舵角検出装置。
【請求項２】
ステアリング装置の操舵軸と一体的に回転する第１歯車と、
この第１歯車に対して相対回転可能に設けられるとともに、前記第１歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２歯車と、
互いに異なる歯数を有するとともに、前記第１，第２歯車に同時に噛み合うことで前記第１歯車の回転に連動して前記第２歯車を回転させる複数の連動歯車と、
前記第１歯車に対する前記第２歯車の相対的な回転を検出し、この回転角度に応じた信号を出力する第１検出手段と、
複数の前記連動歯車のうち少なくとも２つの連動歯車の回転を検出し、この回転角度に応じた信号を出力する複数の第２検出手段と、
前記第１検出手段及び複数の前記第２検出手段により出力された３つ以上の信号のうちの２つを選択してなる複数の組み合わせから複数の前記操舵軸の回転角度を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とする舵角検出装置。
【請求項３】
演算により求められた複数の回転角度のうち１つが主たる回転角度として用いられ、他の回転角度が、主たる回転角度のフェイル検出用として用いられる請求項１又は２に記載の舵角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に用いられる舵角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車では、ステアリングホイールから操向車輪に至る操舵系に電動式又は油圧式のパワーステアリング装置が連結されており、パワーステアリング装置から操舵系に操舵補助力を付与することでドライバーの操舵負担を軽減している。また、パワーステアリング装置に、ステアリングホイールの操舵角度を検出する舵角検出装置を設けた技術も公知であり、検出された舵角は操舵補助制御等のために用いられている。
【０００３】
かかる舵角検出装置として、下記特許文献１には、電動パワーステアリング装置の減速機に回転型ポテンショメータを設け、減速機内のウォームホイールの側面に渦巻き溝を形成し、この渦巻き溝にポテンショメータの揺動アームを係合させると共に、ウォームホイールの回転に応じて揺動アームを揺動回転させて、ステアリングシャフトの回転角を検出する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、操舵軸に歯車を設け、この歯車に噛み合う２つのさらなる小径歯車を備え、各小径歯車に付加的に永久磁石を設けるとともに、２つの小径歯車の回転に伴う永久磁石の磁束密度の変化をそれぞれ磁気センサで検出し、２つの磁気センサの出力から操舵軸の回転を求める技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１１４６７６号公報
【特許文献２】特表平１１−５００８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された舵角検出装置では、渦巻き溝を形成することができる範囲が、ウォームホイールの側面の面積内に制限されるため、検出可能な舵角にも当然に制限が生じる。通常、ステアリングホイールの使用回転角度は、左右に２〜２．５回転（計４〜５回転）程度であるが、製造過程等では試験的にそれ以上回転させる場合があり、特許文献１の技術では、ステアリングホイールの回転制限によって所望通りに回すことができない可能性がある。また、ポテンショメータの揺動アームを渦巻き溝に係合させているので、これらの摩耗により耐久性や検出精度が低下したり、或いは、揺動アームが溝から外れて正規の位置を逸脱し、誤作動したりするおそれがある。
【０００６】
一方、特許文献２に開示された技術では、小径歯車の回転角度を磁気センサによって検出しているため、検出可能な舵角の制限が少なく、センサや歯車の接触に伴う摩耗もないので特許文献１の技術に比べて耐久性や検知精度に優れている。しかし、２つの磁気センサの出力のみで舵角を求めているため、一方の磁気センサが故障や検出ミスによって不正確な信号を出力すると、もはや舵角を求めることは不可能となる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、いずれかの検出手段（センサ）に異常が生じたとしても正確に舵角を求めることができる舵角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】
【０００８】
本発明は、ステアリング装置の操舵軸に連動して互いに異なる回転数で回転する３つ以上の回転体と、
各回転体に対応して設けられ、各回転体の回転を検出して回転角度に応じた信号を出力する３つ以上の検出手段と、
前記各検出手段により出力された３つ以上の信号のうちの２つを選択してなる複数の組み合わせから複数の前記操舵軸の回転角度を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
これによれば、操舵軸の回転角度（舵角）を複数求めることができるので、いずれかの検出手段が故障等により適切に機能せず、いずれかの組み合わせに係る回転角度が誤っていたとしても、他の組み合わせから正確な回転角度を得ることが可能となる。
【００１０】
本発明は、ステアリング装置の操舵軸と一体的に回転する第１歯車と、
この第１歯車に対して相対回転可能に設けられるとともに、前記第１歯車の歯数とは異なる歯数を有する第２歯車と、
互いに異なる歯数を有するとともに、前記第１，第２歯車に同時に噛み合うことによって前記第１歯車の回転に連動して前記第２歯車を回転させる複数の連動歯車と、
前記第１歯車に対する前記第２歯車の相対的な回転を検出し、この回転角度に応じた信号を出力する第１検出手段と、
複数の前記連動歯車のうち少なくとも２つの連動歯車の回転を検出し、この回転角度に応じた信号を出力する複数の第２検出手段と、
前記第１検出手段及び複数の前記第２検出手段により出力された３つ以上の信号のうち、２つを選択してなる複数の組み合わせから複数の前記操舵軸の回転角度を演算する演算手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
これによれば、操舵軸の回転角度（舵角）を複数求めることができるので、いずれかの検出手段が故障等により適切に機能せず、いずれかの組み合わせに係る回転角度が誤っていたとしても、他の組み合わせから正確な回転角度を得ることが可能となる。
また、第１検出手段は第２歯車の絶対的な回転ではなく、第１歯車に対する第２歯車の相対的な回転を検出するため、第１検出手段によって検出する第２歯車の回転範囲を小さくすることができる。したがって、第１検出手段によって検出する第２歯車の回転範囲をより大きくする余裕ができ、その分第１検出手段の出力を用いて検出可能な操舵軸（第１歯車）の回転角度（回転数）を大きくすることが可能となる。そのため、検出可能な操舵軸の回転数の制限を実質的になくすことができる。
【００１２】
演算により求められた複数の回転角度は、その１つを主たる回転角度（通常、舵角として用いられる回転角度）として用い、他を主たる回転角度のフェイル検出用として用いることができる。この場合、主たる回転角度が正しいか否かを他の回転角度を用いてチェックすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、いずれかの検出手段に異常が生じたとしても正確な舵角を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、電動パワーステアリング装置１０の模式図である。この電動パワーステアリング装置１０は、例えば自動車に搭載され、ステアリングホイール（操舵部材）１１に加わるドライバーの操舵動作に応じて、タイヤ（操向車輪）１２の向きを変えるための操舵軸１３を備えている。この操舵軸１３は、上端部にステアリングホイール１１が取り付けられた第１の軸部１４と、この第１の軸部１４にトーションバー１５を介して連結された第２の軸部１６とを有し、ステアリングホイール１１の回転が直接的に伝達されるようになっている。
【００１５】
第２の軸部１６の下端には、自在継手１７，１８及び中間軸１９を介してステアリングギヤ２０が連結されている。ステアリングギヤ２０は、ピニオン軸２１及びラック軸２２を備えたラックアンドピニオン式とされ、ピニオン軸２１は、上端が自在継手１８に連結され、下部にピニオン歯２１ａを備えている。ラック軸２２は、ピニオン歯２１ａに噛み合うラック歯２２ａを備えている。
【００１６】
ラック軸２２は、ラック軸用ハウジング２３内に軸方向（左右方向）移動自在に支持されており、ラック軸２２の軸方向両端には、タイロッド２４及びナックルアーム２５を介してタイヤ１２が連結されている。ピニオン軸２１は、ラック軸用ハウジング２３に交差した状態で連なるピニオン軸用ハウジング２６に軸心回り回転自在に支持されている。
【００１７】
上記構成において、操舵のためにステアリングホイール１１を回転操作すると、操舵軸１３、中間軸１９等を介して連結されたピニオン軸２１が回転し、この回転が、ピニオン歯２１ａとラック歯２２ａとの噛合部においてラック軸２２の軸方向の移動に変換される。このラック軸２２の移動は、タイロッド２４を介して左右のナックルアーム２５に伝わり、これらのナックルアーム２５の押し引きにより左右のタイヤ１２がステアリングホイール１１の操作方向に操舵される。
ここに、ステアリングホイール１１とタイヤ１２との間の各軸１３，１９，２１，２２や各部品１７，１８，２４，２５等は、ステアリングホイール１１に付与された操舵力をタイヤ１２に伝達する操舵力伝達機構を構成している。
【００１８】
操舵軸１３の第２の軸部１６には、減速機構３０を介して電動モータ３１が連結されている。減速機構３０は、電動モータ３１の出力軸に一体回転可能に連結されたウォーム３２と、このウォーム３２に噛み合うウォームホイール３３とを備え、ウォームホイール３３は、第２の軸部１６に一体回転可能に連結されている。したがって、電動モータ３１の回転動力は、減速機構３０により減速された状態で第２の軸部１６に伝達される。
【００１９】
電動モータ３１は、第１の軸部１４と第２の軸部１６との相対的な回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ（図示略）の検出結果や、車速、ステアリングホイール１１の舵角等に基づいて駆動され、ステアリングホイール１１から入力された操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するようになっている。ここに、電動モータ３１及び減速機構３０は、ステアリングホイール１１からタイヤ１２に至る操舵力伝達機構にモータ動力による操舵補助力を付与する操舵補助部を構成している。また、本実施形態のパワーステアリング装置１０は、操舵軸１３に対して操舵補助力を付与する操舵軸アシスト（コラムアシスト）式の操舵機構（Ｃ−ＥＰＳ）とされている。
【００２０】
操舵軸１３には、本発明に係る舵角検出装置４０が設けられている。図２は、舵角検出装置４０の概略的な断面図であり、舵角検出装置４０は、第２の軸部１６と同軸心状に配置された第１歯車４１及び第２歯車（回転体）４２と、第１歯車４１と第２歯車４２とを連動して回転させる２つの連動歯車（回転体）４３Ａ，４３Ｂと、第１歯車４１に対する第２歯車４２の相対的な回転を検出し、この回転角度に応じた信号を出力する第１検出手段４９と、２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂの回転を検出し、この回転角度に応じた信号をそれぞれ検出する２つの第２検出手段５２と、有している。
【００２１】
第１歯車４１は、減速機構３０のウォームホイール３３上に一体形成されることによって第２の軸部１６と一体回転可能であり、第２歯車４２は、第１歯車４１の上側において第２の軸部１６に対して相対回転可能に設けられている。第１歯車４１と第２歯車４２とは同径であるが、歯数がわずかに異なっている。２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、第１歯車４１及び第２歯車４２よりも小径であり、第１歯車４１及び第２歯車４２の外周側において両者４１，４２に跨るように配置されている。また、２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、互いに対向する位置に（１８０°間隔で）配置され、電動パワーステアリング装置１０のハウジング等に回転自在に支持されている。そして、２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、第１，第２歯車４１，４２に同時に噛み合い、第２の軸部１６（操舵軸１３）の回転に伴う第１歯車４１の回転を第２歯車４２に伝達する。
【００２２】
第１検出手段４９は、第２の軸部１６に固定された永久磁石４４（硬磁性体）と、永久磁石４４により形成される磁界内で永久磁石４４を囲むように配置されて磁気回路を形成し、この磁気回路における磁束密度が永久磁石４４との周方向の相対的な位相ズレにより変化する軟磁性体からなる２つの磁気ヨーク４５と、この磁気ヨーク４５を囲むように配置された軟磁性体からなる２つの集磁リング４６と、２つの集磁リング４６の間に発生する磁束密度を検出する第１磁気センサ４７とを有している。
【００２３】
図３は、舵角検出装置４０の概略的な斜視図であり（ただし、集磁リング４６は省略してある）、図４は、永久磁石４４、磁気ヨーク４５及び集磁リング４６の分解斜視図である。永久磁石４４は円筒形状に形成され、各６極のＮ極及びＳ極（合計１２極）が周方向に等間隔で着磁されている。永久磁石４４は、第２の軸部１６の外周面に嵌合され、第２の軸部１６とともに回転する。
【００２４】
２つの磁気ヨーク４５はそれぞれ環状に形成され、互いに平行で軸方向に離間して配置されている。また、２つの磁気ヨーク４５は、永久磁石４４の外周に適当な隙間をあけて配置されている。各磁気ヨーク４５の内周縁には、他方の磁気ヨーク４５に向けて突出する磁極爪４５ａが周方向に等間隔に形成されている。磁極爪４５ａの数は、永久磁石４４のＮ極又はＳ極と同じ数に設定され、本実施形態では、各磁気ヨーク４５に６個の磁極爪４５ａが設けられている。
【００２５】
磁極爪４５ａは、正面視で２等辺三角形状（先細り形状）に形成されている。一方の磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａと、他方の磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａとは、周方向に位相がずらされるとともに、一方の磁気ヨーク４５の隣接する２つの磁極爪４５ａの中間に他方の磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａが入り込み、全ての磁極爪４５ａの間隔が周方向にわたって等しくなるように配置されている。
【００２６】
また、２つの磁気ヨーク４５は、図２及び図３に示すように、円筒形状のモールド樹脂５０に覆われて一体化されている。磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａは、図２に示すように、モールド樹脂５０の内周面に露出している。モールド樹脂５０の筒内には、永久磁石４４が相対回転可能に挿入されている。
【００２７】
図２及び図４に示すように、２つの集磁リング４６はそれぞれ環状に形成され、互いに平行で軸方向に離間して配置されている。また、２つの集磁リング４６は、それぞれ各磁気ヨーク４５の外周側に適当な隙間をあけて配置されている。各集磁リング４６には、径方向に突出する集磁部５１が設けられている。一方の集磁リング４６の集磁部５１と、他方の集磁リング４６の集磁部５１とは、軸方向に対向して配置され、両集磁部５１のギャップには第１磁気センサ４７が配置されている。
【００２８】
第１磁気センサ４７は、一方の集磁リング４６と他方の集磁リング４６との間に生じる磁束密度を検出するものであり、例えば、ホールＩＣ、ホール素子、磁気抵抗素子等が用いられている。第１磁気センサ４７は、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力する。集磁リング４６及び第１磁気センサ４７は、例えば樹脂等によってモールドすることによって一体化され、電動パワーステアリング装置１０のハウジング等に取付固定されている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、第２歯車４２は、モールド樹脂５０の下端部に一体的に設けられており、第２の軸部１６及び永久磁石４４に対して相対回転可能である。第２歯車４２は、第１歯車４１や第２の軸部１６との間で芯ズレを生じないように、例えば、適宜ガイドを介して第１歯車４１上に相対回転自在に支持される。なお、第２歯車４２は、モールド樹脂５０の外周面に直接形成することもできる。
【００３０】
第１歯車４１の歯数は、ｍｎ（ｍは連動歯車４３Ａ，４３Ｂの個数（本実施形態では２）、ｎは１以上の整数）に設定され、第２歯車４２の歯数は、ｍｎ±ｍに設定されている。例えば、第１歯車４１の歯数が６０（ｍ＝２，ｎ＝３０）である場合、第２歯車４２の歯数は５８又は６２となる。以下では、第１歯車４１の歯数を６０とし、第２歯車４２の歯数を５８とした場合について説明する。
【００３１】
図１に示すように、ステアリングホイール１１を回転操作すると、第１の軸部１４及びトーションバー１５を介して第２の軸部１６が回転し、図２に示すように、第１歯車４１も一体的に回転する。この際、連動歯車４３Ａ，４３Ｂを介して第２歯車４２も連動して回転するが、第２歯車４２の歯数と第１歯車４１の歯数とが異なっているため、第２歯車４２は、第１歯車４１に対して周方向に位相をずらしながら回転する。
【００３２】
第１歯車４１の歯数が６０で、第２歯車４２の歯数が５８の場合、第１歯車４１が１回転すると、第２歯車４２はそれよりも歯数２つ分だけ回転が進む。この量を回転角度に換算すると、１２°（＝３６０°×（６０−５８）／６０）となる。
一方、第２の軸部１６が１回転すると、第２の軸部１６に固定された永久磁石４４もともに１回転する。これに対して第２歯車４２と一体的に回転する磁気ヨーク４５は、１回転に加えて１２°回転することになるので、永久磁石２５に対して周方向に１２°だけ位相がずれることになる。
【００３３】
ステアリングホイール１１を中立位置にした状態（左右にステアリングホイール１１を切っていない状態）では、図５（ｂ）に示すように、磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａは、その中心が永久磁石２５のＮ極とＳ極の中間に配置されている。このため、磁極爪４５ａには、Ｎ極及びＳ極から同数の磁力線が出入りし、一方の磁気ヨーク４５と、他方の磁気ヨーク４５の間で磁力線が閉じることになる。したがって、図２に示すように、磁気ヨーク４５の外周に配置された集磁リング４６にも磁束は生じず、第１磁気センサ４７で検出する磁束密度は０となる。
【００３４】
ステアリングホイール１１を操作し、第２の軸部１６、永久磁石４４、及び第１歯車４１が回転すると、連動歯車４３Ａ，４３Ｂを介して第２歯車４２及び磁気ヨーク４５が位相を進めながら回転する。これにより、図５（ａ）（ｃ）に示すように、磁極爪４５ａの中心がＮ極とＳ極の境界から左右方向（周方向）にずれる。これにより、磁気ヨーク４５には、ＮまたはＳの極性を有する磁力線が増加する。
【００３５】
例えば、図５（ａ）に示すように、上側の磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａに対向するＮ極の面積がＳ極より大きくなると、Ｎ極から入る磁束の方がＳ極へ出る磁束より大きくなる。また、下側の磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａに対向するＮ極の面積がＳ極よりも小さくなると、Ｎ極から入る磁束の方がＳ極へ出る磁束より小さくなる。その結果、上側の磁気ヨーク４５から下側の磁気ヨーク４５への磁束が生じ、この磁束密度は、磁極爪４５ａに対するＮ極及びＳ極の面積の差が大きいほど大きくなる。
【００３６】
逆に、図５（ｃ）に示すように、上側の磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａに対向するＮ極の面積がＳ極より小さくなると、Ｎ極から入る磁束の方がＳ極へ出る磁束より小さくなる。また、下側の磁気ヨーク４５の磁極爪４５ａに対向するＮ極の面積がＳ極よりも大きくなると、Ｎ極から入る磁束の方がＳ極へ出る磁束より大きくなる。その結果、下側の磁気ヨーク４５から上側の磁気ヨーク４５への磁束が生じ、この磁束密度は、磁極爪４５ａに対するＮ極及びＳ極の面積の差が大きいほど大きくなる。
【００３７】
このようにして上下の磁気ヨーク４５の間に生じた磁束は、それぞれ集磁リング４６に誘導され、集磁リング４６に設けられた集磁部５１に集中する。そして、上下の集磁部５１の間に発生する磁束密度を第１磁気センサ４７で検出することにより、磁気ヨーク４５の全周で発生する磁束密度の平均を検出することができる。
【００３８】
図６は、ある磁極爪４５ａが永久磁石４４回りに相対移動する様子を示す概略図である。永久磁石４４は、６つのＮ極と６つのＳ極とを備えており、１組のＮ極及びＳ極の中心角θは、６０°となっている。そのため、磁極爪４５ａが永久磁石４４に対して６０°周方向に移動すると、磁気ヨーク４５に発生する磁束密度に１周期の変化が現れる。
図８（ａ）のグラフは、第１磁気センサ４７の出力信号を示しており、上述のように、磁極爪４５ａが永久磁石４４に対して６０°周方向に移動することによって、第１磁気センサ４７は１周期の正弦波を出力する。
【００３９】
操舵軸１３（第２の軸部１６）の回転角度が０°のとき、磁極爪４５ａは図５（ｂ）に示すように中心がＮ極とＳ極との間に配置されるので、図８（ａ）に示すように第１磁気センサ４７の出力信号は０になる。そして、操舵軸１３が左右方向（±方向）に回転すると、図５（ａ）（ｃ）に示すように磁極爪４５ａが左右方向に移動するので、図８（ａ）に示すように第１磁気センサ４７の出力信号が増減する。
【００４０】
磁気ヨーク４５は、第２の軸部１６の１回転で１２°位相が進むので、磁極爪４５ａが永久磁石４４に対して６０°（±３０°）移動する間に、第２の軸部１６は５回転（６０°÷１２°＝５）、すなわち、１８００°（±９００°）回転できることになる。言い換えると、第２の軸部１６の５回転を、磁気ヨーク４５の６０°の回転に変換し、この回転に伴う磁束密度の変化を第１磁気センサ４７によって検出し、１周期の正弦波として出力することができる。つまり、本実施形態では、第１磁気センサ４７の出力信号から、第２の軸部１６の５回転分の舵角が検出可能となっている。
【００４１】
図３に示すように、２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、第２歯車４２及び第１歯車４１よりも外径及び歯数が小さくなるように形成されている。また、２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、互いに歯数が異なっている。具体的には、操舵軸１３を右方向の回転限界から左方向への回転限界まで回転させたときに、両限界位置のみで連動歯車４３Ａ，４３Ｂの回転位置が互いに一致するようにそれぞれの歯数が設定されている。
【００４２】
図７は、連動歯車４３Ａ，４３Ｂの斜視図である。この連動歯車４３Ａ，４３Ｂには、各１極のＮ極及びＳ極が着磁され、連動歯車４３Ａ，４３Ｂの下側には、適当なギャップを介して第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂが配置されている。この第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂは、連動歯車４３Ａ，４３Ｂの回転に伴う磁束密度の変化を検出するものであり、例えば、ホールＩＣ、ホール素子、磁気抵抗素子（ＭＲセンサ）等が用いられ、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力する。ここで、第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂ及び連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、連動歯車４３Ａ，４３Ｂの回転角度に応じた信号を出力する第２検出手段を構成している。なお、第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂは、電動パワーステアリング装置１０のハウジング等に取付固定されている。連動歯車４３Ａ，４３Ｂには、単に永久磁石を貼り付けることによって磁性を与えてもよい。
【００４３】
図８の（ｂ）（ｃ）は、２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂのそれぞれに添設した第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂの出力結果を示すグラフである。第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂは、それぞれ連動歯車４３Ａ，４３Ｂの１回転で１周期の信号を出力する。２つの連動歯車４３Ａ，４３Ｂは、本実施形態では、第１磁気センサ４７によって検出可能な舵角範囲である第２の軸部１６（操舵軸１３）の５回転（１８００°）の間に、一方の連動歯車４３Ａがｐ回転するのに対して、他方の連動歯車４３Ｂが（ｐ＋１）回転するように、それぞれの歯数が設定されている。したがって、第２の軸部１６の５回転の間に、一方の磁気センサ４８Ａは、ｐ周期分の信号を出力し、他方の磁気センサ４８Ｂは、（ｐ＋１）周期分の信号を出力する。
【００４４】
舵角検出装置４０は、第１〜第３磁気センサ４７，４８Ａ，４８Ｂの出力信号から操舵軸１３の舵角（回転角度）を求める演算手段（図示略）を備えている。この演算手段はメモリーを含み、当該メモリーには、舵角に対応する各センサ４７，４８Ａ，４８Ｂの出力信号をテーブル化したもの（舵角テーブル）が予め記憶されている。舵角テーブルは、図８に示すように、例えば舵角がｃのときの各センサ４７，４８Ａ，４８Ｂの出力信号がそれぞれａ，ｂ，ｂ′であることを記録したものである。
【００４５】
そして、演算手段は、第１〜第３磁気センサ４７，４８Ａ，４８Ｂの出力信号をもとに舵角テーブルを参酌して舵角を演算する。
具体的に、演算手段は、第１磁気センサ４７と第２磁気センサ４８Ａとの出力信号の組み合わせ（組み合わせＡ）と、第１磁気センサ４７と第３磁気センサ４８Ｂとの出力信号の組み合わせ（組み合わせＢ）と、第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂの出力信号の組み合わせ（組み合わせＣ）とから、３つの舵角を演算により求める。例えば、図８に示す例では、組み合わせＡによって出力信号ａと出力信号ｂとから舵角ｃを求め、組み合わせＢによって出力信号ａと出力信号ｂ′とから舵角ｃを求め、組み合わせＣによって出力信号ｂと出力信号ｂ′とから舵角ｃを求める。
【００４６】
このように複数の舵角を求めることによって、いずれかの磁気センサや歯車の故障等によっていずれかの舵角が誤っていたとしても、他より正確な舵角を得ることが可能である。
【００４７】
演算手段によって求められた３つの舵角は、次の方法により用いることができる。
例えば組み合わせＡによって求められた舵角を、通常の舵角検出装置４０の検出結果（主たる舵角）とする。そして、適宜のタイミングで、組み合わせＡの舵角と他の組み合わせＢ、Ｃの舵角とを比較する。組み合わせＡの舵角が組み合わせＢ又はＣの舵角と異なっている場合には、組み合わせＡ又は組み合わせＢ，Ｃに関わる磁気センサや歯車等の何らかの不具合があると考えられるため、演算手段において異常発生と判断する。すなわち、組み合わせＢ，Ｃの舵角を組み合わせＡの舵角のチェック用（フェイル検出用）として用いる。
【００４８】
そして、異常発生と判断した場合、アシスト補助動作を停止し、その旨をダッシュボード等に表示したり警音を発するなどの適宜報知手段によりドライバーに報知し、早期の修理を促すことができる。また、いずれかの組み合わせによる舵角が誤っていたとしても、他の組み合わせにより正確な舵角を得ることができるので、正確な舵角を応急処置的に検出結果として用いることができる。
【００４９】
組み合わせＡの舵角が、組み合わせＢ又はＣの舵角とは異なっていた場合、これらの組み合わせＡ〜Ｃの中から正確な舵角を判別するには、次のような方法を用いることができる。例えば、組み合わせＡの舵角がｃ、組み合わせＢの舵角がｃ、組み合わせＣの舵角がｃ′である場合には、最も少なく得られた舵角ｃ′を適正値として判別する。これは、組み合わせＡ及びＢに共通する第１磁気センサ４７等に何らかの不具合があり、その結果、組み合わせＡ及びＢの舵角ｃが組み合わせＣの舵角ｃ′とは異なる値になったものと考えられるからである。
【００５０】
このような判別を行うことによって、いずれかの検出手段が故障や検出ミス等によって適切に機能していなくても、他の検出手段の出力信号から正確な舵角を求めることができる。
【００５１】
上記のように、特定の組み合わせＡから求められた舵角を通常の舵角検出装置４０の検出結果として用いるのではなく、３つの舵角を常に舵角検出のために用いることもできる。この場合、演算手段において３つの舵角を常に比較し、比較の結果、全ての舵角が同じ値である場合には、その値を検出結果とする。
また、いずれかの舵角が他の舵角と異なっている場合には、最も正確であると考えられる舵角を適正値として判別する。この判別には、上記と同様に、最も少なく得られた舵角を適正値とする方法を用いることができる。
【００５２】
なお、磁気センサの数や、組み合わせの数がより多い場合には、相互に異なる舵角が得られたときに、最も多く得られた舵角を適正値として判別することが好ましい場合もある（例えば、磁気センサ数が５つで組み合わせ数が１０の場合）。したがって、その磁気センサの数や組み合わせの数に応じて、最も正確な舵角を判別することができる制御方法（演算方法）が適宜選択される。
【００５３】
本実施形態では、第１歯車４１と第２歯車４２とを異なる歯数に形成し、両者を連動歯車４３Ａ，４３Ｂによって連動させるとともに、第１歯車４１に対する第２歯車４２の相対回転角度に伴う磁束密度の変化を第１磁気センサ４７によって検出しているので、第１磁気センサ４７によって検出する第２歯車４２の回転範囲を小さくすることができる。言い換えると、第１磁気センサ４７によって検出する第２歯車４２の回転範囲をより大きくする余裕ができるので、その分、より大きい操舵軸１３の舵角を検出することが可能となる。したがって、検出可能な操舵軸１３の舵角の制限を実質的になくすことができる。
【００５４】
第１歯車４１と第２歯車４２とを同軸心状に配置するとともに、これらの外周に小径の連動歯車４３Ａ，４３Ｂを配置しているので、舵角検出装置４０を径方向にコンパクトに構成することができる。
第２歯車４２は、第１検出手段４９の磁気ヨーク４５と一体的に形成され、磁気ヨーク４５とともに１つの部品として構成されているので、舵角検出装置４０の組み立てを容易に行うことができる。
【００５５】
舵角検出装置４０は、非接触式の磁気センサを用いて舵角を検出しているため、従来技術（特許文献１）のようにセンサ等の摩耗を生じることはなく、耐久性及び検知精度を向上することができる。
【００５６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更可能である。例えば、次のように実施することができる。
（１）上記実施形態では、連動歯車を２つとしているが３つ（ｍ＝３）以上とすることができる。この場合も、第２歯車４２及び第１歯車４１の周囲に複数の連動歯車を等間隔に配置すればよい。また、連動歯車の数に伴って第１，第２歯車４１，４２の歯数も、ｍｎ、ｍｎ±ｍの関係で設定すればよい。また、３以上の連動歯車を設けている場合、全ての連動歯車に対応して磁気センサを備えることもできるが、少なくとも２つの連動歯車に対応して磁気センサを備えればよい。なお、ｎの値は、２０〜２００の範囲で設定するのが好ましい。
【００５７】
（２）検出可能な舵角範囲（操舵軸１３の回転数）は、永久磁石４４に着磁されるＮ極及びＳ極の中心角θ（図６）を変えることによって、適宜変更することができる。例えば、上記実施形態の如く、第２歯車４２が第１歯車４１の１回転あたりに１２°位相をずらすように、第１，第２歯車４１，４２の歯数が設定されている場合は、この１２°に操舵軸１３の回転数分をかけた中心角θでＮ極及びＳ極を設ければよい。例えば、操舵軸１３の６回転分（３６０°×６＝２１６０°）の舵角範囲を検出可能にする場合は、θ＝１２°×６＝７２°の中心角でＮ極及びＳ極を配置（Ｎ，Ｓそれぞれ３６°）すればよい。
【００５８】
（３）また、検出可能な舵角範囲は、第２歯車４２及び第１歯車４１の歯数を変えることによって変更することもできる。例えば、永久磁石４４のＮ極及びＳ極が中心角６０°で着磁されている場合に、検出可能な舵角範囲を操舵軸１３の６回転分（３６０°×６＝２１６０°）にする場合には、第１歯車４１の１回転あたりに第２歯車４２が１０°（６０°／６）位相をずらすように、第１，第２歯車４１，４２の歯数を設定すればよい。
【００５９】
（４）第１歯車４１は、ウォームホイール３３に一体形成するに限らず、別体として操舵軸１３に一体回転可能に設けることができる。
（５）第１検出手段４９は、集磁リング４６を省略し、上下の磁気ヨーク４５間の磁束密度の変化を直接第１磁気センサ４７によって検出する構成としてもよい。
【００６０】
（６）第２歯車４２を省略し、第１歯車４１の絶対回転を第１磁気センサ４７によって検出するようにしてもよい。また、第１磁気センサ４７、第２，第３磁気センサ４８Ａ，４８Ｂの検出対象は、必ずしも歯車でなくてもよく、第２の軸部１６に連動して回転する回転体であればよい。
（７）第２歯車４２は、モールド樹脂５０の外周面に直接形成することもできるし、金属製又は樹脂製の第２歯車４２をモールド樹脂５０に一体にモールドすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】舵角検出装置の概略断面図である。
【図３】舵角検出装置の概略斜視図である。
【図４】第１検出手段の構成部材の分解斜視図である。
【図５】磁気ヨークに生じる磁束密度の変化を説明する概略正面図である。
【図６】磁極爪が永久磁石回りに相対移動する様子を示す概略図である。
【図７】第２検出手段の斜視図である。
【図８】磁気センサの出力信号を表すグラフである。
【符号の説明】
【００６２】
１１  操舵部材
１３  操舵軸
１６  第２の軸部
４０  舵角検出装置
４１  第１歯車
４２  第２歯車（回転体）
４３Ａ，４３Ｂ  連動歯車（回転体）
４７  第１磁気センサ
４８Ａ，４８Ｂ  第２，第３磁気センサ
４９  第１検出手段
５２  第２検出手段
【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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