(57)【要約】【課題】トルク検出範囲を拡大するのに好適な相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置、及び車両を提供する。【解決手段】同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち入力軸２２ａと同期回転する第１多極リング磁石１０の回転角度θisに応じた第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisから逆正接関数によって回転角度θisを演算すると共に、出力軸２２ｂと同期回転する第２多極リング磁石１１の回転角度θosに応じた第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから逆正接関数によって回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度Δθを演算する。【選択図】図６
2017044683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１多極リング磁石と、
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２多極リング磁石と、
前記第１多極リング磁石の回転角度θ1に応じた磁束を検出してｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、
前記第２多極リング磁石の回転角度θ2に応じた磁束を検出してｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１を第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項２】
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１多極リング磁石と、
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２多極リング磁石と、
前記第１多極リング磁石の回転角度θ1に応じた磁束を検出してｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、
前記第２多極リング磁石の回転角度θ2に応じた磁束を検出してｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する複数の第２の相対角度演算部を備え、
前記複数の第２の相対角度演算部で演算された複数の前記第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと残りの各第２の相対角度Δθ２のうち少なくとも１つとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項３】
前記第１多極リング磁石及び前記第２多極リング磁石は、外周面の部位を周方向に交互に異なる磁極に着磁してなり、
前記第１回転角度センサは、前記第１回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第１多極リング磁石の外周面に形成された磁極面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、前記第２回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第２多極リング磁石の外周面に形成された磁極面に対向して配置されている請求項１又は２に記載の相対角度検出装置。
【請求項４】
前記第１多極リング磁石及び前記第２多極リング磁石は、軸方向の一方の端面の部位を周方向に交互に異なる磁極に着磁してなり、
前記第１回転角度センサは、前記第１回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第１多極リング磁石の前記軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、前記第２回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第２多極リング磁石の前記軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置されている請求項１から３の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
【請求項５】
前記第１回転角度センサは、前記第１多極リング磁石の磁極のピッチに対して互いに電気角度で９０°の位相差を有する状態で配置されて前記第１ｓｉｎ信号を出力する第１ｓｉｎ磁気センサ及び前記第１ｃｏｓ信号を出力する第１ｃｏｓ磁気センサを有し、
前記第２回転角度センサは、前記第２多極リング磁石の磁極のピッチに対して互いに電気角度で９０°の位相差を有する状態で配置されて前記第２ｓｉｎ信号を出力する第２ｓｉｎ磁気センサ及び前記第２ｃｏｓ信号を出力する第２ｃｏｓ磁気センサを有する請求項１から４の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
【請求項６】
外周に複数の歯を等間隔に有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１ロータと、
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２ロータと、
前記第１ロータの外側に前記第１ロータと同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第１ステータと、
前記第２ロータの外側に前記第２ロータと同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第２ステータと、
前記コイルに励磁信号を供給する励磁信号供給部と、
前記励磁信号が供給されたときの前記第１ステータの前記コイルから出力され且つ前記第１ロータの回転角度θ1に応じたｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号と、前記励磁信号が供給されたときの前記第２ステータの前記コイルから出力され且つ前記第２ロータの回転角度θ2に応じたｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号とに基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１を第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項７】
外周に複数の歯を等間隔に有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１ロータと、
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２ロータと、
前記第１ロータの外側に前記第１ロータと同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第１ステータと、
前記第２ロータの外側に前記第２ロータと同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第２ステータと、
前記コイルに励磁信号を供給する励磁信号供給部と、
前記励磁信号が供給されたときの前記第１ステータの前記コイルから出力され且つ前記第１ロータの回転角度θ1に応じたｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号と、前記励磁信号が供給されたときの前記第２ステータの前記コイルから出力され且つ前記第２ロータの回転角度θ2に応じたｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号とに基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する複数の第２の相対角度演算部を備え、
前記複数の第２の相対角度演算部で演算された複数の前記第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと残りの各第２の相対角度Δθ２との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項８】
周方向に等間隔に形成された複数のスリットを有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１コードホイールと、
周方向に等間隔に形成された複数のスリットを有し、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２コードホイールと、
光源、及び前記光源からの射出光が前記第１コードホイールの前記スリットを透過した透過光を受光して前記第１コードホイールの回転角度θ1に応じたｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する受光部を有する第１回転角度センサと、
光源、及び前記光源からの射出光が前記第２コードホイールの前記スリットを透過した透過光を受光して前記第２コードホイールの回転角度θ2に応じたｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する受光部を有する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１を第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項９】
周方向に等間隔に形成された複数のスリットを有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１コードホイールと、
周方向に等間隔に形成された複数のスリットを有し、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２コードホイールと、
光源、及び前記光源からの射出光が前記第１コードホイールの前記スリットを透過した透過光を受光して前記第１コードホイールの回転角度θ1に応じたｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する受光部を有する第１回転角度センサと、
光源、及び前記光源からの射出光が前記第２コードホイールの前記スリットを透過した透過光を受光して前記第２コードホイールの回転角度θ2に応じたｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する受光部を有する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する複数の第２の相対角度演算部を備え、
前記複数の第２の相対角度演算部で演算された複数の前記第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと残りの各第２の相対角度Δθ２との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項１０】
周方向に沿って径方向又は軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第１導体部を有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうち前記第１回転軸と同期回転する第１ターゲットと、
周方向に沿って径方向又は軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第２導体部を有し、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうち前記第２回転軸と同期回転する第２ターゲットと、
前記第１導体部と所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子を有し、前記第１ターゲットの回転角度θ１に応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθ１を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ１を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、
前記第２導体部と所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子を有し、前記第２ターゲットの回転角度θ２に応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθ２を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ２を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１を第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項１１】
周方向に沿って径方向又は軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第１導体部を有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうち前記第１回転軸と同期回転する第１ターゲットと、
周方向に沿って径方向又は軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第２導体部を有し、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうち前記第２回転軸と同期回転する第２ターゲットと、
前記第１導体部と所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子を有し、前記第１ターゲットの回転角度θ１に応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθ１を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ１を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、
前記第２導体部と所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子を有し、前記第２ターゲットの回転角度θ２に応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθ２を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ２を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する複数の第２の相対角度演算部を備え、
前記複数の第２の相対角度演算部で演算された複数の前記第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと残りの各第２の相対角度Δθ２との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項１２】
前記第１導体部は、第１環状導体の外径側端部を軸方向から平面視して正弦波状に変化する形状に形成してなり、
前記第２導体部は、第２環状導体の外径側端部を軸方向から平面視して正弦波状に変化する形状に形成してなり、
前記第１回転角度センサは、該第１回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第１導体部の正弦波状部と対向するように前記第１ターゲットの軸方向の一方の端面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、該第２回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第２導体部の正弦波状部と対向するように前記第２ターゲットの軸方向の一方の端面に対向して配置されている請求項１０又は１１に記載の相対角度検出装置。
【請求項１３】
前記第１ターゲットは、第１円筒体を備え、前記第１導体部は、前記第１円筒体の外周面に該外周面を平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に設けられ、
前記第２ターゲットは、第２円筒体を備え、前記第２導体部は、前記第２円筒体の外周面に該外周面を平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に設けられ、
前記第１回転角度センサは、該第１回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第１導体部と対向するように前記第１ターゲットの外周面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、該第２回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第２導体部と対向するように前記第２ターゲットの外周面に対向して配置されている請求項１０又は１１に記載の相対角度検出装置。
【請求項１４】
前記第１回転角度センサ及び前記第２回転角度センサは、前記相対角度Δθが０°のときに前記第１回転角度センサの出力及び前記第２回転角度センサの出力が同位相となるように設けられている請求項１から５の何れか一項に記載の相対角度検出装置。 
【請求項１５】
前記第１ステータ及び前記第２ステータは、前記相対角度Δθが０°のときに前記第１ステータのコイルの出力及び前記第２ステータのコイルの出力が同位相となるように設けられている請求項６又は７に記載の相対角度検出装置。
【請求項１６】
前記第１回転角度センサ及び前記第２回転角度センサは、前記相対角度Δθが０°のときに前記第１回転角度センサの出力及び前記第２回転角度センサの出力が同位相となるように設けられている請求項８から１３の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
【請求項１７】
前記ｓｉｎθ1及び前記ｃｏｓθ1を夫々ｓｉｎ（θ2＋Δθ２）及びｃｏｓ（θ2＋Δθ２）として、
前記第２の相対角度演算部は、下式（１）〜（２）に基づき前記ｓｉｎΔθを演算し、下式（３）〜（４）に基づき前記ｃｏｓΔθを演算する請求項１から１６の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
ＴＭs＝(ｓｉｎθ2＋ｃｏｓ(θ2＋Δθ２))2＋(ｃｏｓθ2−ｓｉｎ(θ2＋Δθ２))2・・・（１）
ｓｉｎΔθ＝−ＴＭs／２＋１                                          ・・・（２）
ＴＭc＝(ｓｉｎθ2＋ｓｉｎ(θ2＋Δθ２))2＋(ｃｏｓθ2＋ｃｏｓ(θ2＋Δθ２))2・・・（３）
ｃｏｓΔθ＝ＴＭc／２−１                                            ・・・（４）
【請求項１８】
請求項１から１７の何れか一項に記載の相対角度検出装置によって、トーションバーで連結された入力軸及び出力軸の相対角度を検出し、その相対角度から前記入力軸及び前記出力軸に生じるトルクを演算するトルク演算部を備えるトルクセンサ。
【請求項１９】
請求項１、６、８及び１０の何れか一項に記載の相対角度検出装置によって、トーションバーで連結された入力軸及び出力軸の第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２を検出し、検出した第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２のうち少なくとも第１の相対角度Δθ１から前記入力軸及び前記出力軸に生じるトルクを演算するトルク演算部を備えるトルクセンサ。
【請求項２０】
請求項２、７、９及び１１の何れか一項に記載の相対角度検出装置によって、トーションバーで連結された入力軸及び出力軸の第２の相対角度Δθ２を複数検出し、検出した複数の第２の相対角度Δθ２のうち少なくとも１つから前記入力軸及び前記出力軸に生じるトルクを演算するトルク演算部を備えるトルクセンサ。
【請求項２１】
請求項１８から２０の何れか一項に記載のトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置と備えた車両。 
【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、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トーションバーの両端の夫々に多極リング磁石を配置し、これら多極リング磁石の回転変位に応じた磁束を磁気センサで検出し、検出した磁束からトーションバーに生じた捻れ角を演算して、この捻れ角からトルク値を検出する技術として、例えば下記特許文献１に開示されたものがある。この技術は、多極リング磁石の夫々に、電気角度で９０°の位相差を持たせた２つの磁気センサを設け、計４つの磁気センサの出力から捻れ角に対するｓｉｎΔθ（二乗値加算値Ｚ）を演算し、このｓｉｎΔθからトルク値を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の従来技術は、ｓｉｎΔθ（二乗値加算値Ｚ）のみを算出し、その直線部分をトルク値として利用している。これは、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捻れ角領域では捻れ角が一意的に算出できないためである。そのため、直線部分を超える領域をトルク検出範囲として利用できないといった課題がある。
そこで、本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題に着目してなされたものであって、トルク検出範囲を拡大するのに好適な相対角度検出装置、この相対角度検出装置を備えるトルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の第一の態様によれば、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１多極リング磁石と、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２多極リング磁石と、前記第１多極リング磁石の回転角度θ1に応じた磁束を検出してｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、前記第２多極リング磁石の回転角度θ2に応じた磁束を検出してｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、前記複数の相対角度演算部は、前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１を第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置が提供される。
【０００６】
また、上記目的を達成するために、本発明の第二の態様によれば、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１多極リング磁石と、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２多極リング磁石と、前記第１多極リング磁石の回転角度θ1に応じた磁束を検出してｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、前記第２多極リング磁石の回転角度θ2に応じた磁束を検出してｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、前記複数の相対角度演算部は、前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する複数の第２の相対角度演算部を備え、前記複数の第２の相対角度演算部で演算された複数の前記第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと残りの各第２の相対角度Δθ２のうち少なくとも１つとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の第三の態様によれば、本発明の第一の態様又は第二の態様に係る相対角度検出装置によって、トーションバーで連結された入力軸及び出力軸の相対角度を検出し、その相対角度から入力軸及び出力軸に生じるトルクを演算するトルク演算部を備えるトルクセンサが提供される。
また、本発明の第四の態様によれば、本発明の第三の態様に係るトルクセンサを備える電動パワーステアリング装置が提供される。
また、本発明の第五の態様によれば、本発明の第四の態様に係る電動パワーステアリング装置を備えた車両が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トルクの検出範囲を拡大することができると共に、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置の第１のセンサ部の一構成例を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置の第１のセンサ部を正面から見た模式図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る第１のトルクセンサの一構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【図６】入力捻れ角と算出捻れ角Δθとの関係を示す説明図である。
【図７】（ａ）は、ｓｉｎθisを示す波形図であり、（ｂ）は、ｃｏｓθisを示す波形図である。
【図８】（ａ）は、ｓｉｎΔθを示す波形図であり、（ｂ）は、ｃｏｓΔθを示す波形図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る第２の相対角度検出装置の第２のセンサ部の一構成例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る第２のトルクセンサの一構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る第３の相対角度検出装置の第３のセンサ部の一構成例を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る第３の相対角度検出装置の第３のセンサ部を正面から見た模式図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は、（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る第３のトルクセンサの一構成例を示すブロック図である。
【図１４】（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る第４の相対角度検出装置の第４のセンサ部の一構成例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の第１ｓｉｎ光学センサを含む軸方向部分断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る第４のトルクセンサの一構成例を示すブロック図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の第５実施形態に係る第５の相対角度検出装置の第５のセンサ部の一構成例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の第５回転角度センサを表面側から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の第５回転角度センサを裏面側から見た平面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る第５のトルクセンサの一構成例を示す図である。
【図１８】（ａ）は、本発明の第６実施形態に係る第６の相対角度検出装置の第６のセンサ部の一構成例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の第７回転角度センサを曲面側から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の第７回転角度センサを曲面とは反対側の面から見た平面図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に係る第６のトルクセンサの一構成例を示す図である。
【図２０】本発明の第７実施形態に係る第２のセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第８実施形態に係る第３のセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第９実施形態に係る第４のセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第１０実施形態に係る第５のセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第１１実施形態に係る第６のセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第１２実施形態に係る第７のセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【図２６】本発明の第１３実施形態に係る第８のセンサ演算部の一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の第１〜第４実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、部材乃至部分の縦横の寸法や縮尺は実際のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法や縮尺は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１１】
また、以下に示す第１〜第４実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
（第１実施形態）
（構成）
第１実施形態に係る車両３は、図１に示すように、前輪３ＦＲ及び３ＦＬと後輪３ＲＲ及び３ＲＬを備え、前輪３ＦＲ及び３ＦＬは左右の転舵輪であると共に、電動パワーステアリング装置２によって転舵される。電動パワーステアリング装置２は、図１に示すように、ステアリングホイール２１と、ステアリングシャフト２２と、第１のトルクセンサ１と、第１のユニバーサルジョイント２４と、ロアシャフト２５と、第２のユニバーサルジョイント２６とを備える。電動パワーステアリング装置２は、更に、ピニオンシャフト２７と、ステアリングギヤ２８と、タイロッド２９と、ナックルアーム３０とを備える。ナックルアーム３０は、前輪３ＦＲ及び３ＦＬの夫々に取付けられている。
【００１３】
運転者がステアリングホイール２１を操舵した操舵力は、ステアリングシャフト２２に伝達される。このステアリングシャフト２２は、入力軸２２ａと出力軸２２ｂとを有する。入力軸２２ａの一端はステアリングホイール２１に連結され、他端は第１のトルクセンサ１を介して出力軸２２ｂの一端に連結されている。従って、ステアリングシャフト２２の出力軸２２ｂに伝達された操舵力は、第１のユニバーサルジョイント２４を介してロアシャフト２５に伝達され、更に、第２のユニバーサルジョイント２６を介してピニオンシャフト２７に伝達される。このピニオンシャフト２７に伝達された操舵力はステアリングギヤ２８を介してタイロッド２９に伝達される。更に、このタイロッド２９に伝達された操舵力はナックルアーム３０に伝達され、前輪３ＦＲ及び３ＦＬを転舵させる。
【００１４】
ここで、ステアリングギヤ２８は、ピニオンシャフト２７に連結されたピニオン２８ａとピニオン２８ａに噛合するラック２８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成されている。従って、ステアリングギヤ２８は、ピニオン２８ａに伝達された回転運動をラック２８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。また、ステアリングシャフト２２の出力軸２２ｂには、操舵補助力を出力軸２２ｂに伝達する操舵補助機構３１が連結されている。この操舵補助機構３１は、出力軸２２ｂに連結して例えばウォームギヤ機構で構成される減速ギヤ３２と、この減速ギヤ３２に連結されて操舵補助力を発生する電動モータ３３と、電動モータ３３のハウジングに固定支持された電動パワーステアリング（以下、ＥＰＳ：Electronic Power Steering）制御ユニット３４とを備えている。
【００１５】
電動モータ３３は、３相ブラシレスモータであり、図示しない環状のモータロータと環状のモータステータとを備えている。モータステータは、径方向内側に突出する複数の極歯を円周方向に等間隔に備えて構成され、各極歯には励磁用コイルが巻回されている。このモータステータの内側に、モータロータが同軸に配設されている。モータロータは、モータステータの極歯と僅かの空隙（エアギャップ）をもって対向し且つ円周方向に等間隔に設けられた複数の磁石を外周面に備えて構成されている。このモータロータはモータ回転軸に固定されており、ＥＰＳ制御ユニット３４を介してモータステータのコイルに３相交流電流を流すことでモータステータの各歯が所定の順序に励磁されてモータロータが回転し、この回転に伴ってモータ回転軸が回転する。
【００１６】
ＥＰＳ制御ユニット３４は、電流指令演算回路と、モータ駆動回路とを備えている。また、ＥＰＳ制御ユニット３４には、図１に示すように、車速センサ３５で検出された車速Ｖと、直流電圧源としてのバッテリ３６からの直流電流とが入力されている。電流指令演算回路は、車速センサ３５からの車速Ｖと、第１のトルクセンサ１からの操舵トルクＴｓと、電動モータ３３からのモータ回転角度θｍとに基づき、電動モータ３３を駆動するための電流指令値を演算する。モータ駆動回路は、例えば３相インバータ回路から構成され、電流指令演算回路からの電流指令値に基づいて電動モータ３３を駆動する。
【００１７】
第１のトルクセンサ１は、ステアリングホイール２１に付与されて入力軸２２ａに伝達された操舵トルクＴｓを検出する。具体的に、第１のトルクセンサ１は、図４に示すように、第１の相対角度検出装置１００と、トルク演算部１９とを備える。第１の相対角度検出装置１００は、第１のセンサ部１０１と、センサ演算部１８０とを備える。第１のセンサ部１０１は、図２に示すように、第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１と、ばね鋼などの弾性部材から構成されたトーションバー２２ｃとを備えている。更に、第１のセンサ部１０１は、第１多極リング磁石１０の径方向外側に設けられて第１多極リング磁石１０の回転角度を検出する第１回転角度センサ１２と、第２多極リング磁石１１の径方向外側に設けられて第２多極リング磁石１１の回転角度を検出する第２回転角度センサ１３とを備えている。
【００１８】
第１実施形態では、第１多極リング磁石１０を、入力軸２２ａの出力軸２２ｂ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）で入力軸２２ａと同期回転可能に取付けている。また、第２多極リング磁石１１を、出力軸２２ｂの入力軸２２ａ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）で出力軸２２ｂと同期回転可能に取付けている。また、第１実施形態の第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１は、例えば磁性体リングの外周面の部位を等間隔にＳ極及びＮ極の一方の磁極に交互に着磁することで得られる。具体的に、第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、例えば図に網がけしてある部分がＮ極、網がけのない部分がＳ極といったように、周方向に異なる磁極が交互に等配されている。つまり、第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１の周方向に隣接するＳ極及びＮ極の磁極の一組から磁極対が構成される。なお、第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１は、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石などから構成することが可能である。
【００１９】
第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３は、第１回転軸である入力軸２２ａとも第２回転軸である出力軸２２ｂとも同期回転しない固定部位に取付けられている。また、第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３は、夫々、第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１の回転角度に応じてｓｉｎ（正弦）信号及びｃｏｓ（余弦）信号を出力するものである。具体的に、第１回転角度センサ１２は、図２及び図３（ｂ）に示すように、第１多極リング磁石１０の磁極ピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５を備える。また、第２回転角度センサ１３は、図２及び図３（ｃ）に示すように、第２多極リング磁石１１の磁極ピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７を備える。そして、第１ｓｉｎ磁気センサ１４は、第１多極リング磁石１０の回転角度に応じて第１ｓｉｎ信号を出力し、第１ｃｏｓ磁気センサ１５は、第１多極リング磁石１０の回転角度に応じて第１ｃｏｓ信号を出力する。また、第２ｓｉｎ磁気センサ１６は、第２多極リング磁石１１の回転角度に応じて第２ｓｉｎ信号を出力し、第２ｃｏｓ磁気センサ１７は、第２多極リング磁石１１の回転角度に応じて第２ｃｏｓ信号を出力する。
【００２０】
第１実施形態では、第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５を、これらの磁束検出部が第１多極リング磁石１０の磁極面と対向するように、第１多極リング磁石１０に対してラジアル方向に対向させて配置している。また、第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７を、これらの磁束検出部が第２多極リング磁石１１の磁極面と対向するように、第２多極リング磁石１１に対してラジアル方向に対向させて配置している。なお、第１ｓｉｎ磁気センサ１４、第１ｃｏｓ磁気センサ１５、第２ｓｉｎ磁気センサ１６、及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７には、例えば、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗効果（ＭＲ：Magneto Resistance effect）センサなどを用いることが可能である。
【００２１】
センサ演算部１８０は、図５に示すように、第１の相対角度演算部１８と、第２の相対角度演算部１８ｒとを備える。ここで、第１ｓｉｎ磁気センサ１４、第１ｃｏｓ磁気センサ１５、第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７から出力された第１ｓｉｎ信号、第１ｃｏｓ信号、第２ｓｉｎ信号、及び第２ｃｏｓ信号は、第１の相対角度演算部１８及び第２の相対角度演算部１８ｒに入力される。
【００２２】
第１の相対角度演算部１８は、第１ｓｉｎ信号、第１ｃｏｓ信号、第２ｓｉｎ信号、及び第２ｃｏｓ信号に基づき第１多極リング磁石１０と第２多極リング磁石１１との相対角度、即ち入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度を第１相対角度Δθとして演算する。そして、第１の相対角度演算部１８は、演算した第１相対角度Δθをトルク演算部１９に出力する。
【００２３】
トルク演算部１９は、第１の相対角度演算部１８から入力された第１相対角度Δθに基づき、操舵トルクＴsを演算する。即ち、トーションバー２２ｃで連結される二軸、つまり入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度が得られれば、トーションバー２２ｃの断面二次極モーメント、横弾性係数、長さ、径などを用いて周知の演算方法によってトルクを演算することができる。
【００２４】
一方、第２の相対角度演算部１８ｒは、第１ｓｉｎ信号、第１ｃｏｓ信号、第２ｓｉｎ信号、及び第２ｃｏｓ信号に基づいて、第１の相対角度演算部１８と異なる方法で入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度を第２相対角度Δθrefとして演算する。
第１の相対角度演算部１８は、図５に示すように、入力軸回転角度（図ではθis）演算部１８１と、出力軸回転角度（図ではθos）演算部１８２と、第１相対角度（図ではΔθ）演算部１８３とを備える。第１実施形態では、第１多極リング磁石１０の回転角度（電気角度）をθis（＝θ1）とし、第２多極リング磁石１１の回転角度（電気角度）をθos（＝θ2）とする。第１多極リング磁石１０は入力軸２２ａと同期回転するので第１多極リング磁石１０の回転角度θisは即ち入力軸２２ａの回転角度θisであり、第２多極リング磁石１１は出力軸２２ｂと同期回転するので第２多極リング磁石１１の回転角度θosは即ち出力軸２２ｂの回転角度θosである。
【００２５】
第１多極リング磁石１０の回転角度θisに対して第１ｓｉｎ磁気センサ１４は第１ｓｉｎ信号としてｓｉｎθis（＝ｓｉｎθ1）を出力し、第１ｃｏｓ磁気センサ１５は第１ｃｏｓ信号としてｃｏｓθis（＝ｃｏｓθ1）を出力する。これら第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisを入力した入力軸回転角度演算部１８１では、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除した値の逆正接関数、即ちθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から第１多極リング磁石１０、即ち入力軸２２ａの回転角度θisを演算する。
【００２６】
また、第２多極リング磁石１１の回転角度θosに対して第２ｓｉｎ磁気センサ１６は第２ｓｉｎ信号としてｓｉｎθos（＝ｓｉｎθ2）を出力し、第２ｃｏｓ磁気センサ１７は第２ｃｏｓ信号としてｃｏｓθos（＝ｃｏｓθ2）を出力する。これら第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosを入力した出力軸回転角度演算部１８２では、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除した値の逆正接関数、即ちθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から第２多極リング磁石１１、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosを演算する。
【００２７】
後述のように、出力軸２２ｂの回転角度θosに対して入力軸２２ａの回転角度θisがθis＝θos＋Δθで表されるとすると、第１相対角度演算部１８３では、入力軸２２ａの回転角度θisから出力軸２２ｂの回転角度θosを減じた差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算することができる。この演算された第１相対角度（捻れ角度）Δθは、図６に示すように、入力される捻れ角度と１：１の関係となる角度となる。即ち、第１の相対角度演算部１８で入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算することで、ステアリングホイール２１の操舵角に依存しない捻れ角（相対角度）の演算が可能となる。
【００２８】
一方、第２の相対角度演算部１８ｒは、図５に示すように、相対角度正弦値（図ではｓｉｎΔθ）演算部１８１ｒと、相対角度余弦値（図ではｃｏｓΔθ）演算部１８２ｒと、第２相対角度（図ではΔθref）演算部１８３ｒとを備える。例えばステアリングホイール２１が操舵されて入力軸２２ａが回転した場合に、第２多極リング磁石１１、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosを所定角度で固定し、第１多極リング磁石１０、即ち入力軸２２ａの回転角度θisが変化することとする。この場合に、入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを用いて、ｓｉｎθis＝ｓｉｎ（θos＋Δθref）、ｃｏｓθis＝ｃｏｓ（θos＋Δθref）と表すことができる。
【００２９】
従って、相対角度正弦値演算部１８１ｒは、下式（１）及び（２）に従って相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算する。
ＴＭs＝(ｓｉｎθos＋ｃｏｓ(θos＋Δθref))2＋(ｃｏｓθos−ｓｉｎ(θos＋Δθref))2・・・（１）
ｓｉｎΔθ＝−ＴＭs／２＋１                                          ・・・（２）
【００３０】
具体的に、相対角度正弦値演算部１８１ｒは、上式（１）に従って、第１ｃｏｓ磁気センサ１５から入力された第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisをｃｏｓ（θos＋Δθref）として第２ｓｉｎ磁気センサ１６から入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosとの加算値の二乗値を演算する。更に、第１ｓｉｎ磁気センサ１４から入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisをｓｉｎ（θos＋Δθref）として第２ｃｏｓ磁気センサ１７から入力された第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosからの減算値の二乗値を演算する。そして、これら演算した二乗値を足し合わせることでＴＭsを算出する。次に、上式（２）に従って、演算したＴＭsを２で除した値を１から減算することで相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算する。演算された相対角度正弦値ｓｉｎΔθは第２相対角度演算部１８３ｒに出力される。なお、上式（２）は、上式（１）を三角関数の加法定理などを用いて変形することで求まる式である。
【００３１】
また、相対角度余弦値演算部１８２ｒは、下式（３）及び（４）に従って相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。
ＴＭc＝(ｓｉｎθos＋ｓｉｎ(θos＋Δθref))2＋(ｃｏｓθos＋ｃｏｓ(θos＋Δθref))2・・・（３）
ｃｏｓΔθ＝ＴＭc／２−１                                            ・・・（４）
【００３２】
具体的に、相対角度余弦値演算部１８２ｒは、上式（３）に従って、第１ｓｉｎ磁気センサ１４から入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisをｓｉｎ（θos＋Δθref）として第２ｓｉｎ磁気センサ１６から入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosとの加算値の二乗値を演算する。更に、第１ｃｏｓ磁気センサ１５から入力された第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisをｃｏｓ（θos＋Δθref）として第２ｃｏｓ磁気センサ１７から入力された第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosとの加算値の二乗値を演算する。そして、これら演算した二乗値を足し合わせることでＴＭcを算出する。次に、上式（４）に従って、演算したＴＭcを２で除した値から１を減算することで相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。演算された相対角度余弦値ｃｏｓΔθは第２相対角度演算部１８３ｒに出力される。なお、上式（４）は、上式（３）を三角関数の加法定理などを用いて変形することで求まる式である。
【００３３】
例えば、ステアリングホイール２１が中立位置にある状態から、ステアリングホイール２１が操舵されて入力軸２２ａが回転した場合に、出力軸２２ｂの回転角度θosを「０°」で固定して入力軸２２ａの回転角度θisが変化することとする。θosを「０°」で固定した「ｓｉｎθos＝０」及び「ｃｏｓθos＝１」の状態では、ｓｉｎθisは、図７（ａ）に示すように、ステアリングホイール２１が中立位置でΔθが「０°」のときに「０」となり、Δθが「９０°」のときに「１」、Δθが「−９０°」のときに「−１」となる。一方、ｃｏｓθisは、図７（ｂ）に示すように、ステアリングホイール２１が中立位置でΔθが「０°」のときに「１」となり、Δθが「９０°」のとき及びΔθが「−９０°」のときに「０」となる。
【００３４】
この場合、上式（１）及び（２）に従って演算されるｓｉｎΔθは、例えば図８（ａ）に示すように、ステアリングホイール２１が中立位置でΔθが「０°」のときに「０」となり、Δθが「９０°」のときに「１」、Δθが「−９０°」のときに「−１」となる正弦波曲線上の値となる。また、上式（３）及び（４）に従って演算されるｃｏｓΔθは、例えば図８（ｂ）に示すように、ステアリングホイール２１が中立位置でΔθが「０°」のときに「１」となり、Δθが「９０°」のとき及びΔθが「−９０°」のときに「０」となる余弦波曲線上の値となる。
【００３５】
第２相対角度演算部１８３ｒは、下式（５）に従って第２相対角度Δθrefを演算する。
Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）                      ・・・（５）
具体的に、第２相対角度演算部１８３ｒは、相対角度正弦値演算部１８１ｒから入力された相対角度正弦値ｓｉｎΔθと、相対角度余弦値演算部１８２ｒから入力された相対角度余弦値ｃｏｓΔθとから、上式（５）に従って、相対角度正弦値ｓｉｎΔθを相対角度余弦値ｃｏｓΔθで除した値の逆正接関数を演算することで第２相対角度Δθrefを演算する。そして、演算された第２相対角度Δθrefは第１の加減算器１９０を介して異常判定部２０に出力される。異常判定部２０では、第１相対角度演算部１８３で演算された第１相対角度Δθと第２相対角度演算部１８３ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値を第１の加減算器１９０で演算する。そして、両者の差分値の絶対値が予め設定された規定値以上である場合に、相対角度検出装置のどこかに異常があると判定する。
【００３６】
（動作）
次に、第１実施形態の動作を説明する。
今、車両３の運転者によってステアリングホイール２１が操舵され、この操舵力がステアリングシャフト２２に伝達されると、まず、入力軸２２ａが操舵方向と対応する方向に回転する。この回転に伴って、トーションバー２２ｃの入力軸２２ａ側の端部（以下、「入力端」と記載する）が回転し、トーションバー２２ｃの入力端に設けられた第１多極リング磁石１０が回転する。この回転による回転変位に応じた磁束は、第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５において、夫々、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisとして検出される。これらの検出信号は、第１の相対角度演算部１８及び第２の相対角度演算部１８ｒへと入力される。
【００３７】
一方、入力端を経た操舵力は、トーションバー２２ｃの捻れ（弾性変形）を介して出力軸２２ｂ側の端部（以下、「出力端」と記載する）へと伝達され、出力端が回転する。即ち、入力端（入力軸２２ａ）及び出力端（出力軸２２ｂ）が回転方向に相対変位する。これにより、トーションバー２２ｃの出力端に設けられた第２多極リング磁石１１が回転する。この回転による回転変位に応じた磁束は、第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７において、夫々、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosとして検出される。これらの検出信号も第１の相対角度演算部１８及び第２の相対角度演算部１８ｒへと入力される。
【００３８】
第１の相対角度演算部１８は、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除し、その値の逆正接関数から第１多極リング磁石１０、即ち入力軸２２ａの回転角度θisを演算する。また、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除し、その値の逆正接関数から第２多極リング磁石１１、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosを演算する。そして、入力軸２２ａの回転角度θisと出力軸２２ｂの回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度を第１相対角度Δθとして演算する。第１の相対角度演算部１８は、演算された第１相対角度Δθをトルク演算部１９及び第１の加減算器１９０に出力する。
【００３９】
トルク演算部１９は、第１の相対角度演算部１８からの第１相対角度Δθから操舵トルクＴsを演算する。例えば、トーションバー２２ｃが中実な円柱部材である場合、トーションバー２２ｃに係る操舵トルクＴsは、「Δθ＝３２・Ｔs・Ｌ／（π・Ｄ4・Ｇ）」から演算する。なお、Ｌはトーションバー２２ｃの長さ、Ｄはトーションバー２２ｃの直径、Ｇはトーションバー２２ｃの横弾性係数である。トルク演算部１９は、演算された操舵トルクＴsをＥＰＳ制御ユニット３４に出力する。
【００４０】
ＥＰＳ制御ユニット３４は、電流指令演算回路において、トルク演算部１９からの操舵トルクＴs、車速センサ３５からの車速Ｖ、及び電動モータ３３からのモータ回転角度θｍに基づいて電流指令値を演算する。更に、ＥＰＳ制御ユニット３４は、モータ駆動回路において、電流指令演算回路で演算した電流指令値に応じた３相交流電流を生成し、生成した３相交流電流を電動モータ３３に供給して、電動モータ３３に操舵補助力を発生させる。
【００４１】
一方、第２の相対角度演算部１８ｒは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上式（１）〜（４）に従って、相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。そして、演算した相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθから、上式（５）に従って、相対角度正弦値ｓｉｎΔθを相対角度余弦値ｃｏｓΔθで除した値の逆正接関数から第２相対角度Δθrefを演算する。更に、演算された第２相対角度Δθrefを第１の加減算器１９０に出力する。異常判定部２０は、第１の加減算器１９０で演算された第１相対角度Δθ及び第２相対角度Δθrefの差分値の絶対値が規定値以上である場合に、システムに異常があると判定する。
【００４２】
ここで、第１実施形態において、第１多極リング磁石１０の回転角度θisが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における回転角度θ1に対応し、第２多極リング磁石１１の回転角度θosが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における回転角度θ2に対応している。また、第１実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
【００４３】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置１００は、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち入力軸２２ａと同期回転する第１多極リング磁石１０と、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの出力軸２２ｂと同期回転する第２多極リング磁石１１と、第１多極リング磁石１０の回転角度θisに応じた磁束を検出して第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisを出力する第１回転角度センサ１２と、第２多極リング磁石１１の回転角度θosに応じた磁束を検出して第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosを出力する第２回転角度センサ１３と、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisに基づいてθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から回転角度θisを演算すると共に第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいてθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する第１の相対角度演算部１８とを備える。
【００４４】
この構成であれば、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除した値の逆正接関数から回転角度θisを演算すると共に、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除した値の逆正接関数から回転角度θosを演算し、演算した回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算することが可能である。これによって、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捻れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【００４５】
また、第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置１００は、第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１が、外周面の部位を周方向に交互に異なる磁極に着磁して構成されている。また、第１回転角度センサ１２は、（第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５の）磁束検出部が第１多極リング磁石１０の外周面に形成された磁極面に対向して配置されている。また、また、第２回転角度センサ１３は、（第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７の）磁束検出部が第２多極リング磁石１１の外周面に形成された磁極面に対向して配置されている。この構成であれば、例えばリング磁石に対してアキシャル方向の配置スペースがとれない場合などにおいて、ラジアル対向で回転角度センサを配置することができる。
【００４６】
また、第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置１００は、第１回転角度センサ１２が、第１多極リング磁石１０の磁極のピッチに対して互いに電気角度で９０°の位相差を有する状態で配置されて第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを出力する第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisを出力する第１ｃｏｓ磁気センサ１５を有する。また、第２回転角度センサ１３が、第２多極リング磁石１１の磁極のピッチに対して互いに電気角度で９０°の位相差を有する状態で配置されて第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを出力する第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosを出力する第２ｃｏｓ磁気センサ１７を有する。この構成であれば、第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５によって第１多極リング磁石１０の回転角度θisに応じた第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisを簡易に出力することが可能となる。また、第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７によって第２多極リング磁石１１の回転角度θosに応じた第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosを簡易に出力することが可能となる。
【００４７】
また、第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置１００では、第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３は、相対角度Δθが０°のときに第１回転角度センサ１２の出力及び第２回転角度センサ１３の出力が同位相となるように設けられている。この構成であれば、第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３から出力される信号をそのまま用いて、簡易且つ正確に相対角度Δθを演算することができる。
【００４８】
また、第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置１００は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する第２の相対角度演算部１８ｒと、第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθと第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部２０とを備える。この構成であれば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる方法で演算した第２相対角度Δθrefとの差分値が予め設定した規定値以上であるときに、システムの異常を検出することができる。
【００４９】
また、第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置１００は、第２の相対角度演算部１８ｒが、上式（１）〜（２）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算し、上式（３）〜（４）に基づいて相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。この構成であれば、第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３から出力される信号をそのまま用いた計算によって、簡易且つ正確に相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算することができる。
【００５０】
また、第１実施形態に係る第１のトルクセンサ１は、第１実施形態に係る第１の相対角度検出装置１００によって、トーションバー２２ｃで連結された入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度として第１相対角度Δθを検出し、その第１相対角度Δθから入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂに生じる操舵トルクＴsを演算するトルク演算部１９を備える。この構成であれば、上記第１の相対角度検出装置１００と同等の作用及び効果が得られる。
【００５１】
また、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置２は、第１実施形態に係る第１のトルクセンサ１を備える。この構成であれば、幅広いトルク検出範囲に対応した高精度な操舵トルクＴsによって電動モータ３３を駆動制御して適切な操舵アシストトルクを発生させることが可能となる。その結果、操舵フィーリングなどの良好な操舵アシストを実施することが可能となる。
また、第１実施形態に係る車両３は、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置２を備える。この構成であれば、上記電動パワーステアリング装置２と同等の作用及び効果が得られる。
【００５２】
（第２実施形態）
（構成）
本発明の第２実施形態は、上記第１実施形態の第１のセンサ部１０１に代えて、構成が一部異なる第２のセンサ部４０１を備える以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００５３】
第２実施形態に係る第２のトルクセンサ４は、図１０に示すように、第２の相対角度検出装置４００を備え、第２の相対角度検出装置４００は、第２のセンサ部４０１と、センサ演算部１８０とを備える。
第２のセンサ部４０１は、図９に示すように、上記第１実施形態の第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１に代えて、第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１を備える。第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１は、上記第１実施形態の第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１と異なり、リング磁石の軸方向端面を周方向に交互に異なる磁極に着磁した構成となっている。なお、第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１の取付位置は、上記第１実施形態の第１多極リング磁石１０及び第２多極リング磁石１１と同様となる。また、第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１は、同一構成の多極リング磁石から構成されている。
【００５４】
第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１は、図９に示すように、例えば図に網がけしてある部分がＮ極、網がけのない部分がＳ極といったように、周方向に異なる磁極が交互に等配されている。また、第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１の周方向に隣接するＳ極及びＮ極の磁極の一組から磁極対が構成される。また、第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１は、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石などから構成することが可能である。
【００５５】
第２実施形態に係る第２のセンサ部４０１は、上記第１実施形態の第１のセンサ部１０１と同様の第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３を備えるが、これらの配置位置が上記第１実施形態と異なる。具体的に、図９に示すように、第１回転角度センサ１２の第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５を、第３多極リング磁石４０の磁極面に対向するように、第３多極リング磁石４０に対してアキシャル方向に対向させて配置している。また、第２回転角度センサ１３の第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７を、第４多極リング磁石４１の磁極面に対向するように、第４多極リング磁石４１に対してアキシャル方向に対向させて配置している。
【００５６】
また、第２実施形態の第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５は、図９に示すように、磁極ピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置されている。また、第２実施形態の第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７は、図９に示すように、磁極ピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置されている。なお、第２実施形態の第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３は、入力軸２２ａとも出力軸２２ｂとも同期回転しない固定部位に取付けられている。
【００５７】
ここで、第２実施形態において、第３多極リング磁石４０、即ち入力軸２２ａの回転角度θisが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における回転角度θ1に対応し、第４多極リング磁石４１、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における回転角度θ2に対応している。また、第２実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
【００５８】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態は、上記第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第２実施形態に係る第２の相対角度検出装置４００は、軸方向の一方の端面の部位を周方向に交互に異なる磁極に着磁してなる第３多極リング磁石４０及び第４多極リング磁石４１を備える。第１回転角度センサ１２は、（第１ｓｉｎ磁気センサ１４及び第１ｃｏｓ磁気センサ１５の）磁束検出部が第３多極リング磁石４０の軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置されている。また、第２回転角度センサ１３は、（第２ｓｉｎ磁気センサ１６及び第２ｃｏｓ磁気センサ１７の）磁束検出部が第４多極リング磁石４１の軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置されている。この構成であれば、例えば、リング磁石に対してラジアル方向の配置スペースが取れない場合などにおいて、アキシャル対向で回転角度センサを配置することが可能となる。
【００５９】
（第３実施形態）
（構成）
本発明の第３実施形態は、上記第１実施形態の第１のセンサ部１０１に代えて、相対角度の検出にレゾルバを用いる第３のセンサ部５０１を備える点を除き、上記第１実施形態と同じ構成となる。以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００６０】
第３実施形態に係る第３のトルクセンサ５は、図１３に示すように、第３の相対角度検出装置５００を備え、第３の相対角度検出装置５００は、第３のセンサ部５０１と、センサ演算部１８０とを備える。
第３のセンサ部５０１は、図１１及び図１２（ａ）に示すように、第１レゾルバ５０と、第２レゾルバ５１と、励磁信号供給部５６とを備える。第１レゾルバ５０は、図１２（ｂ）に示す例では、外周に１２個の歯を等配に有する第１ロータ５２と、入力軸２２ａとも出力軸２２ｂとも同期回転しない固定部位に取付けられ且つ内周に等配された１６個のポールの夫々にコイルを巻回してなる１６個の電機子巻線（磁極）を有する第１ステータ５３とを備える。第２レゾルバ５１は、図１２（ｃ）に示す例では、外周に１２個の歯を等配に有する第２ロータ５４と、入力軸２２ａとも出力軸２２ｂとも同期回転しない固定部位に取付けられ且つ内周に等配された１６個のポールの夫々にコイルを巻回してなる１６個の電機子巻線（磁極）を有する第２ステータ５５とを備える。なお、第１レゾルバ５０及び第２レゾルバ５１において、歯の数は１２個に限らず、１１個以下又は１３個以上とする構成としてもよい。また、電機子巻線の数は１６個に限らず、１５個以下又は１７個以上とする構成としてもよい。
【００６１】
第１ロータ５２は、入力軸２２ａと同期回転可能に入力軸２２ａに取付けられ、第２ロータ５４は、出力軸２２ｂと同期回転可能に出力軸２２ｂに取付けられている。第１ロータ５２と第１ステータ５３とは、第１ステータ５３が第１ロータ５２の外側に同心に配置され且つ第１ロータ５２の各歯と第１ステータ５３の各電機子巻線とが径方向に所定のエアギャップを空けて対向するように配置されている。第２ロータ５４と第２ステータ５５とは、第２ステータ５５が第２ロータ５４の外側に同心に配置され且つ第２ロータ５４の各歯と第２ステータ５５の各電機子巻線とが径方向に所定のエアギャップを空けて対向するように配置されている。また、第３実施形態では、第１ロータ５２を、入力軸２２ａの出力軸２２ｂ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）で入力軸２２ａと同期回転可能に取付けている。更に、第２ロータ５４を、出力軸２２ｂの入力軸２２ａ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）で出力軸２２ｂと同期回転可能に取付けている。励磁信号供給部５６は、第１ステータ５３及び第２ステータ５５の各電機子巻線のコイルに正弦波状の励磁信号を供給する。
【００６２】
第３実施形態において、第１レゾルバ５０及び第２レゾルバ５１は、４相のレゾルバである。即ち、第１ステータ５３及び第２ステータ５５の各ポールは、第１ロータ５２及び第２ロータ５４の歯のピッチの整数倍から１／４ピッチずらされて設けられている。これにより、第１ステータ５３及び第２ステータ５５の１６個の電機子巻線のコイルの出力を周方向に９０°ずつ４分割すると、分割された周方向９０°内の４個の電機子巻線のコイルの出力は、隣接する電機子巻線間において互いに９０°ずつ位相がずれた正弦波（又は余弦波）信号となる。第３実施形態では、各電機子巻線のコイルのうち、同じ信号を出力するコイルを直列に接続している。即ち、第１ロータ５２の回転角度をθisとすると、第１ステータ５３のコイルの出力からは、ｓｉｎθisを表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθisを表す第１ｃｏｓ信号が得られる。また、第２ロータ５４の回転角度をθosとすると、第２ステータ５５のコイルの出力からは、ｓｉｎθosを表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθosを表す第２ｃｏｓ信号が得られる。各コイルから出力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosは、レゾルバケーブルを介してセンサ演算部１８０内の第１の相対角度演算部１８及び第２の相対角度演算部１８ｒに入力される。
【００６３】
第３実施形態の第１の相対角度演算部１８は、第１ステータ５３及び第２ステータ５５からレゾルバケーブルを介して入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上記第１実施形態と同様に入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosを演算する。そして、演算した入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する。そして、演算した第１相対角度Δθをトルク演算部１９及び第１の加減算器１９０に出力する。
【００６４】
一方、第３実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上式（１）〜（４）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。更に、演算した相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθから、上式（５）に従って入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する。
【００６５】
また、第１実施形態と同様に、第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefと第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθとの差分値に基づいて異常判定部２０で異常判定を行う。
ここで、第３実施形態において、第１ロータ５２、即ち入力軸２２ａの回転角度θisが、特許請求の範囲における回転角度θ1に対応し、第２ロータ５４、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosが、特許請求の範囲における回転角度θ2に対応している。また、第３実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲における第１の相対角度Δθ１に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲における第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
【００６６】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態は、上記第１実施形態及び上記第２実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第３形態に係る第３の相対角度検出装置５００は、外周に複数の歯を等間隔に有し、且つ同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうちの入力軸２２ａと同期回転する第１ロータ５２と、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうちの出力軸２２ｂと同期回転する第２ロータ５４とを備える。更に、第１ロータ５２の外側に第１ロータ５２と同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第１ステータ５３と、第２ロータ５４の外側に第２ロータ５４と同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第２ステータ５５とを備える。なお更に、第１ステータ５３及び第２ステータ５５のコイルに励磁信号を供給する励磁信号供給部５６と、励磁信号が供給されたときの第１ステータ５３のコイルから出力され且つ第１ロータ５２の回転角度θisに応じたｓｉｎθisを表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθisを表す第１ｃｏｓ信号に基づいてθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から回転角度θisを演算すると共に、励磁信号が供給されたときの第２ステータ５５のコイルから出力され且つ第２ロータ５４の回転角度θosに応じたｓｉｎθosを表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθosを表す第２ｃｏｓ信号に基づいてθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する第１の相対角度演算部１８とを備える。
【００６７】
この構成であれば、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除した値の逆正接関数から回転角度θisを演算すると共に、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除した値の逆正接関数から回転角度θosを演算し、演算した回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算することが可能である。これによって、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捻れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【００６８】
また、第３実施形態に係る第３の相対角度検出装置５００では、第１ステータ５３及び第２ステータ５５は、相対角度Δθが０°のときに第１ステータ５３のコイルの出力及び第２ステータ５５のコイルの出力が同位相となるように設けられている。この構成であれば、第１ステータ５３及び第２ステータ５５のコイル（検出コイル）から出力される信号をそのまま用いて、簡易且つ正確に相対角度Δθを演算することができる。
【００６９】
また、第３実施形態に係る第３の相対角度検出装置３００は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する第２の相対角度演算部１８ｒと、第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθと第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部２０とを備える。この構成であれば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる方法で演算した第２相対角度Δθrefとの差分値が予め設定した規定値以上であるときに、システムの異常を検出することができる。
【００７０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、上記第１実施形態の第１のセンサ部１０１に代えて、回転角度の検出に光学式エンコーダを用いる第４のセンサ部６０１を備えている以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００７１】
第４実施形態に係る第４のトルクセンサ６は、図１５に示すように、第４の相対角度検出装置６００を備え、第４の相対角度検出装置６００は、第４のセンサ部６０１と、センサ演算部１８０とを備える。
第４のセンサ部６０１は、図１４（ａ）に示すように、円環形状且つ薄板形状の第１コードホイール６０及び第２コードホイール６１と、第１コードホイール６０の回転角度を検出する第３回転角度センサ６２と、第２コードホイール６１の回転角度を検出する第４回転角度センサ６３とを備える。
【００７２】
第１コードホイール６０は、板面の外周部近傍に、平面視で矩形状の貫通孔からなる複数のスリット６０ｓが周方向に沿って等間隔に形成されている。第２コードホイール６１は、板面の外周部近傍に、平面視で矩形状の貫通孔からなる複数のスリット６１ｓが周方向に沿って等間隔に形成されている。
また、第４実施形態では、第１コードホイール６０を、入力軸２２ａの出力軸２２ｂ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）で入力軸２２ａと同期回転可能に取付けている。更に、第２コードホイール６１を、出力軸２２ｂの入力軸２２ａ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）で出力軸２２ｂと同期回転可能に取付けている。
【００７３】
第３回転角度センサ６２及び第４回転角度センサ６３は、入力軸２２ａとも出力軸２２ｂとも同期回転しない固定部位に取付けられている。第３回転角度センサ６２及び第４回転角度センサ６３は、夫々、第１コードホイール６０及び第２コードホイール６１の回転角度に応じて正弦波信号及び余弦波信号を出力するものである。具体的に、第３回転角度センサ６２は、スリットのピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第１ｓｉｎ光学センサ６４及び第１ｃｏｓ光学センサ６５を備える。また、第４回転角度センサ６３は、スリットのピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第２ｓｉｎ光学センサ６６及び第２ｃｏｓ光学センサ６７を備える。第１ｓｉｎ光学センサ６４は、第１コードホイール６０の回転角度に応じて第１ｓｉｎ信号を出力し、第１ｃｏｓ光学センサ６５は、第１コードホイール６０の回転角度に応じて第１ｃｏｓ信号を出力する。また、第２ｓｉｎ光学センサ６６は、第２コードホイール６１の回転角度に応じて第２ｓｉｎ信号を出力し、第２ｃｏｓ光学センサ６７は、第２コードホイール６１の回転角度に応じて第２ｃｏｓ信号を出力する。
【００７４】
第１ｓｉｎ光学センサ６４は、図１４（ｂ）に示すように、軸方向断面が略Ｕ字状の検出枠６４ａと、光源６４ｂと、受光部６４ｃとを備える。光源６４ｂは検出枠６４ａの内側の上下に対向する２つの枠部のうち上側の枠部に設けられた凹部内に、受光部６４ｃは下側の枠部に設けられた凹部内に、夫々光源６４ｂからの射出光を受光部６４ｃが受光可能に対向して配置されている。第１ｓｉｎ光学センサ６４は、図１４（ａ）に示すように、検出枠６４ａ内の内側に光源６４ｂ及び受光部６４ｃの間の空間内をスリット（貫通孔）６０ｓの全体が通るように、第１コードホイール６０の外周側端部のスリットの形成位置を含む領域を検出枠６４ａの２つの枠部で挟み込むように配置されている。即ち、図１４（ｂ）に示すように、光源６４ｂからの射出光がスリット６０ｓを通って受光部６４ｃで受光可能に配置されている。なお、第１ｃｏｓ光学センサ６５、第２ｓｉｎ光学センサ６６、第２ｃｏｓ光学センサ６７は、検出枠の符号を６５ａ、６６ａ、６７ａに、光源の符号を６５ｂ、６６ｂ、６７ｂに、受光部の符号を６５ｃ、６６ｃ、６７ｃに夫々置き換えるのみで、上記第１ｓｉｎ光学センサ６４と同様の構成となるので説明を省略する。
【００７５】
また、第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、第１コードホイール６０の回転角度（電気角度）をθis（＝θ1）とし、第２コードホイール６１の回転角度（電気角度）をθos（＝θ2）とする。第１コードホイール６０は入力軸２２ａと同期回転するので第１コードホイール６０の回転角度θisは即ち入力軸２２ａの回転角度θisであり、第２コードホイール６１は出力軸２２ｂと同期回転するので第２コードホイール６１の回転角度θosは即ち出力軸２２ｂの回転角度θosである。第１コードホイール６０の回転角度θisに対して第１ｓｉｎ光学センサ６４は第１ｓｉｎ信号としてｓｉｎθisを出力し、第１ｃｏｓ光学センサ６５は第１ｃｏｓ信号としてｃｏｓθisを出力する。また、第２コードホイール６１の回転角度θosに対して第２ｓｉｎ光学センサ６６は第２ｓｉｎ信号としてｓｉｎθosを出力し、第２ｃｏｓ光学センサ６７は第２ｃｏｓ信号としてｃｏｓθosを出力する。これら第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosはセンサ演算部１８０内の第１の相対角度演算部１８及び第２の相対角度演算部１８ｒに出力される。
【００７６】
第４実施形態の第１の相対角度演算部１８は、第１ｓｉｎ光学センサ６４、第１ｃｏｓ光学センサ６５、第２ｓｉｎ光学センサ６６、及び第２ｃｏｓ光学センサ６７から入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上記第１実施形態と同様に入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosを演算する。そして、演算した入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する。そして、演算した第１相対角度Δθをトルク演算部１９に出力する。
【００７７】
一方、第４実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上式（１）〜（４）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。更に、演算した相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθから、上式（５）に従って入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する。
【００７８】
また、第１実施形態と同様に、第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefと第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθとの差分値に基づいて異常判定部２０で異常判定を行う。
ここで、第４実施形態において、第１コードホイール６０、即ち入力軸２２ａの回転角度θisが、特許請求の範囲における回転角度θ1に対応し、第２コードホイール６１、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosが、特許請求の範囲における回転角度θ2に対応している。また、第４実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲における第１の相対角度Δθ１に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲における第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
【００７９】
（第４実施形態の効果）
第４実施形態は、上記第１〜第３の実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第４実施形態に係る第４の相対角度検出装置６００は、周方向に等間隔に形成された複数のスリット６０ｓを有し、且つ同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうちの入力軸２２ａと同期回転する第１コードホイール６０と、周方向に等間隔に形成された複数のスリット６１ｓを有し、且つ入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうちの出力軸２２ｂと同期回転する第２コードホイール６１とを備える。更に、光源（光源６４ｂ及び６５ｂ）、及び光源からの射出光が第１コードホイール６０のスリット６０ｓを透過した透過光を受光して第１コードホイール６０の回転角度θisに応じたｓｉｎθisを表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθisを表す第１ｃｏｓ信号を出力する受光部（受光部６４ｃ及び６５ｃ）を有する第３回転角度センサ６２と、光源（光源６６ｂ及び６７ｂ）、及び光源からの射出光が第２コードホイール６１のスリット６１ｓを透過した透過光を受光して第２コードホイール６１の回転角度θosに応じたｓｉｎθosを表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθosを表す第２ｃｏｓ信号を出力する受光部（受光部６６ｃ及び６７ｃ）を有する第４回転角度センサ６３とを備える。なお更に、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisに基づいてθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から回転角度θisを演算すると共に第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいてθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する第１の相対角度演算部１８とを備える。
【００８０】
この構成であれば、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除した値の逆正接関数から回転角度θisを演算すると共に、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除した値の逆正接関数から回転角度θosを演算し、演算した回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算することが可能である。これによって、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捻れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【００８１】
また、第４実施形態に係る第４の相対角度検出装置６００は、第３回転角度センサ６２及び第４回転角度センサ６３が、相対角度Δθが０°のときに第３回転角度センサ６２の出力及び第４回転角度センサ６３の出力が同位相となるように設けられている。この構成であれば、第３回転角度センサ６２及び第４回転角度センサ６３から出力される信号をそのまま用いて、簡易且つ正確に相対角度Δθを演算することができる。
【００８２】
また、第４実施形態に係る第４の相対角度検出装置６００は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する第２の相対角度演算部１８ｒと、第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθと第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部２０とを備える。この構成であれば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる方法で演算した第２相対角度Δθrefとの差分値が予め設定した規定値以上であるときに、システムの異常を検出することができる。
【００８３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態は、上記第１実施形態の第１のセンサ部１０１に代えて、回転角度の検出に渦電流を用いる第５のセンサ部７０１を備えている以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００８４】
第５実施形態に係る第５のトルクセンサ７は、図１７に示すように、第５の相対角度検出装置７００を備え、第５の相対角度検出装置７００は、第５のセンサ部７０１と、センサ演算部１８０とを備える。
第５のセンサ部７０１は、図１６（ａ）に示すように、第１ターゲット７０及び第２ターゲット７１と、第１ターゲット７０の回転角度を検出する第５回転角度センサ７２と、第２ターゲット７１の回転角度を検出する第６回転角度センサ７３とを備える。
【００８５】
第１ターゲット７０は、環状且つ薄板形状の導体から構成された第１環状導体７０ａと、第１環状導体７０ａの外径側端部を、軸方向から平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に形成してなる第１正弦波状部７０ｂとを備える。即ち、第１正弦波状部７０ｂは、径方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。
第２ターゲット７１は、環状且つ薄板形状の導体から構成された第２環状導体７１ａと、第２環状導体７１ａの外径側端部を、軸方向から平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に形成してなる第２正弦波状部７１ｂとを備える。即ち、第２正弦波状部７１ｂは、径方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。
【００８６】
第１ターゲット７０及び第２ターゲット７１は、例えば、アルミニウム、鋼、銅等の金属、または金属を含有するプラスチック材料等の導体から構成することが可能である。
また、第５実施形態では、第１ターゲット７０を、入力軸２２ａの出力軸２２ｂ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）に入力軸２２ａと同期回転可能に取付けている。更に、第２ターゲット７１を、出力軸２２ｂの入力軸２２ａ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）に出力軸２２ｂと同期回転可能に取付けている。
【００８７】
第５回転角度センサ７２及び第６回転角度センサ７３は、入力軸２２ａとも出力軸２２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられている。第５回転角度センサ７２及び第６回転角度センサ７３は、それぞれ、第１ターゲット７０及び第２ターゲット７１の回転角度に応じてｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力するものである。
具体的に、第５回転角度センサ７２は、図１６（ｂ）に示すように、基板７２ｓを備える。さらに、基板７２ｓの表側面７２ａ上に、第１ターゲット７０の第１正弦波状部７０ｂに対してインダクタンスの変化が＋Ｓｉｎ、＋Ｃｏｓ、−Ｓｉｎ、−Ｃｏｓとなる位置に実装された平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を備える。
【００８８】
さらに、第５回転角度センサ７２は、図１６（ｃ）に示すように、基板７２ｓの裏側面７２ｂ上に実装された、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）７２ｃと、周辺回路７２ｄと、を備える。
また、第５実施形態では、第５回転角度センサ７２を、その平面コイルＬ１〜Ｌ４が第１ターゲット７０の第１正弦波状部７０ｂと対向するように、第１ターゲット７０に対してアキシャル方向に対向させて配置している。また、第６回転角度センサ７３を、その平面コイルＬ１〜Ｌ４が第２ターゲット７１の第２正弦波状部７１ｂと対向するように、第２ターゲット７１に対してアキシャル方向に対向させて配置している。
【００８９】
第５回転角度センサ７２は、平面コイルＬ１〜Ｌ４に電流を流してこれら平面コイルを励磁させ、この励磁による磁束によって第１ターゲット７０に渦電流を発生させる。そして、周辺回路７２ｄにおいて、この発生した渦電流によって平面コイルＬ１〜Ｌ４のインダクタンスが減少する際の電圧変化（渦電流損失）を検出する。この電圧変化は、周辺回路７２ｄによって、＋Ｓｉｎ、＋Ｃｏｓ、−Ｓｉｎ、−Ｃｏｓの差動信号として検出される。第５回転角度センサ７２は、周辺回路７２ｄで検出した第１ターゲット７０の回転角度に応じた差動信号を、ＡＳＩＣ７２ｃによって、シングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisを出力する。
【００９０】
一方、第６回転角度センサ７３は、第５回転角度センサ７２において、基板の符号を７３ｓに、表側面の符号を７３ａに、裏側面の符号を７３ｂに、ＡＳＩＣの符号を７３ｃに、周辺回路の符号を７３ｄにそれぞれ置き換えるのみで、上記第５回転角度センサ７２と同様の構成となるので説明を省略する。
そして、第６回転角度センサ７３は、周辺回路７３ｄで検出した第２ターゲット７１の回転角度に応じた差動信号を、ＡＳＩＣ７３ｃにおいてシングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosを出力する。
【００９１】
これら出力された、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosは、センサ演算部１８０内の第１の相対角度演算部１８及び第２の相対角度演算部１８ｒに入力される。
第５実施形態の第１の相対角度演算部１８は、第５回転角度センサ７２及び第６回転角度センサ７３から入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、第１実施形態と同様に入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosを演算する。そして、演算した入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する。そして、演算した第１相対角度Δθをトルク演算部１９に出力する。
【００９２】
一方、第５実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上式（１）〜（４）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。更に、演算した相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθから、上式（５）に従って入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する。
【００９３】
また、第１実施形態と同様に、第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefと第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθとの差分値に基づいて異常判定部２０で異常判定を行う。
ここで、第５実施形態において、第１ターゲット７０、即ち入力軸２２ａの回転角度θisが、特許請求の範囲における回転角度θ１に対応し、第２ターゲット７１、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosが、特許請求の範囲における回転角度θ２に対応する。また、平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、特許請求の範囲におけるインダクタンス素子に対応する。また、第５実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲における第１の相対角度Δθ１に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲における第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
【００９４】
（第５実施形態の効果）
第５実施形態は、上記第１〜第４実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第５実施形態に係る第５の相対角度検出装置７００は、周方向に沿って径方向の幅が正弦波状に変化する環状の第１正弦波状部７０ｂを有し、且つ同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち入力軸２２ａと同期回転する第１ターゲット７０を備える。更に、周方向に沿って径方向の幅が正弦波状に変化する環状の第２正弦波状部７１ｂを有し、且つ入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち出力軸２２ｂと同期回転する第２ターゲット７１を備える。更に、第１正弦波状部７０ｂと所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）を有し、第１ターゲット７０の回転角度θisに応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθisを表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθisを表す第１ｃｏｓ信号を出力する第５回転角度センサ７２を備える。更に、第２正弦波状部７１ｂと所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）を有し、第２ターゲット７１の回転角度θosに応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθosを表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθosを表す第２ｃｏｓ信号を出力する第６回転角度センサ７３を備える。なお更に、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisに基づいてθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から回転角度θisを演算すると共に第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいてθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する第１の相対角度演算部１８とを備える。
【００９５】
この構成であれば、ｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθの双方を演算し、演算したｓｉｎΔθをｃｏｓΔθで除算した値のアークタンジェントを演算することで第１相対角度Δθを演算することが可能である。これによって、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捩れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【００９６】
また、第５実施形態に係る第５の相対角度検出装置７００は、第１ターゲット７０が、第１環状導体７０ａと、第１環状導体７０ａの外径側端部を軸方向から平面視して正弦波状に変化する形状に形成してなる第１正弦波状部７０ｂとを有する。更に、第２ターゲット７１が、第２環状導体７１ａと、第２環状導体７１ａの外径側端部を軸方向から平面視して正弦波状に変化する形状に形成してなる第２正弦波状部７１ｂとを有する。更に、第５回転角度センサ７２が、該第５回転角度センサ７２の有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）が第１正弦波状部７０ｂと対向するように第１ターゲット７０の軸方向の一方の端面に対向して配置されている。更に、第６回転角度センサ７３が、該第６回転角度センサ７３の有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）が第２正弦波状部７１ｂと対向するように第２ターゲット７１の軸方向の一方の端面に対向して配置されている。
【００９７】
この構成であれば、例えば、ターゲットに対してラジアル方向の配置スペースが取れない場合などにおいて、アキシャル対向で回転角度センサを配置することが可能となる。
また、第５実施形態に係る第５の相対角度検出装置７００では、第５回転角度センサ７２及び第６回転角度センサ７３は、相対角度Δθが０°のときに第５回転角度センサ７２の出力及び第６回転角度センサ７３の出力が同位相となるように設けられている。この構成であれば、第５回転角度センサ７２及び第６回転角度センサ７３から出力される信号をそのまま用いて、簡易且つ正確に相対角度Δθを演算することができる。
【００９８】
また、第５実施形態に係る第５の相対角度検出装置７００は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する第２の相対角度演算部１８ｒと、第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθと第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部２０とを備える。この構成であれば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる方法で演算した第２相対角度Δθrefとの差分値が予め設定した規定値以上であるときに、システムの異常を検出することができる。
【００９９】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態は、上記第１実施形態の第１のセンサ部１０１に代えて、回転角度の検出に渦電流を用いる第６のセンサ部８０１を備えている以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【０１００】
第６実施形態に係る第６のトルクセンサ８は、図１８に示すように、第６の相対角度検出装置８００を備え、第６の相対角度検出装置８００は、第６のセンサ部８０１と、センサ演算部１８０とを備える。
第６のセンサ部８０１は、図１７（ａ）に示すように、第３ターゲット８０及び第４ターゲット８１と、第３ターゲット８０の回転角度を検出する第７回転角度センサ８２と、第４ターゲット８１の回転角度を検出する第８回転角度センサ８３とを備える。
第３ターゲット８０は、円筒状の第１円筒体８０ａと、第１円筒体８０ａの外周部に周方向に沿って環状に設けられた、平面視で２つの正弦波が上下線対称に合わさった形状の第３正弦波状部８０ｂとを備える。即ち、第３正弦波状部８０ｂは、軸方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。
【０１０１】
第４ターゲット８１は、円筒状の第２円筒体８１ａと、第２円筒体８１ａの外周部に周方向に沿って環状に設けられた、平面視で２つの正弦波形状が上下線対称に合わさった形状の第４正弦波状部８１ｂとを備える。即ち、第４正弦波状部８１ｂは、軸方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。
第３正弦波状部８０ｂ及び第４正弦波状部８１ｂは、例えば、アルミニウム、鋼、銅等の金属、または金属を含有するプラスチック材料等の導体から構成することができる。
【０１０２】
また、第６実施形態では、第３ターゲット８０を、入力軸２２ａの出力軸２２ｂ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）に入力軸２２ａと同期回転可能に取付けている。更に、第４ターゲット８１を、出力軸２２ｂの入力軸２２ａ側端部（理想的にはトーションバー２２ｃの連結位置）に出力軸２２ｂと同期回転可能に取付けている。
第７回転角度センサ８２及び第８回転角度センサ８３は、入力軸２２ａとも出力軸２２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられている。第７回転角度センサ８２及び第８回転角度センサ８３は、それぞれ、第３ターゲット８０及び第４ターゲット８１の回転角度に応じてｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力するものである。
【０１０３】
具体的に、第７回転角度センサ８２は、図１７（ａ）に示すように、第３ターゲット８０の外周面と対向する面が外周面に沿った曲面状となっている。そして、第７回転角度センサ８２は、図１７（ｂ）に示すように、曲面８２ａ上に設けられた平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を備える。
即ち、第６実施形態では、図１７（ａ）に示すように、第７回転角度センサ８２を、その平面コイルＬ１〜Ｌ４が第３ターゲット８０の第３正弦波状部８０ｂに所定間隙を空けて対向するように、第３ターゲット８０に対してラジアル方向に対向させて配置している。
【０１０４】
ここで、曲面８２ａ上に設けられた平面コイルＬ１〜Ｌ４は、第３ターゲット８０の第３正弦波状部８０ｂに対してインダクタンスの変化が＋Ｓｉｎ、＋Ｃｏｓ、−Ｓｉｎ、−Ｃｏｓとなる位置関係に配置されている。
さらに、第７回転角度センサ８２は、図１７（ｃ）に示すように、曲面８２ａの反対側の面８２ｂ側から見て、内部に基板８２ｓを備え、この基板８２ｓの曲面８２ａ側の面上に実装された、ＡＳＩＣ８２ｃと、周辺回路８２ｄとを備える。
【０１０５】
第７回転角度センサ８２は、平面コイルＬ１〜Ｌ４に電流を流してこれら平面コイルを励磁させ、この励磁による磁束によって第３ターゲット８０に渦電流を発生させる。そして、周辺回路８２ｄにおいて、この発生した渦電流によって平面コイルＬ１〜Ｌ４のインダクタンスが減少する際の電圧変化（渦電流損失）を検出する。この電圧変化は、周辺回路８２ｄによって、＋Ｓｉｎ、＋Ｃｏｓ、−Ｓｉｎ、−Ｃｏｓの差動信号として検出される。
【０１０６】
即ち、第７回転角度センサ８２は、第３ターゲット８０の回転角度に応じた差動信号を周辺回路８２ｄで検出し、ＡＳＩＣ８２ｃによって、検出した差動信号をシングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第１ｓｉｎ信号及び第１ｃｏｓ信号を出力する。
一方、第８回転角度センサ８３は、図１７（ａ）に示すように、第４ターゲット８１の外周面と対向する面が外周面に沿った曲面状となっている。
【０１０７】
ここで、第８回転角度センサ８３は、曲面の符号を８３ａに、曲面８２ａの反対側の面の符号を８３ｂに、基板の符号を８３Ｓに、ＡＳＩＣの符号を８３ｃに、周辺回路の符号を８３ｄにそれぞれ置き換えるのみで、上記第７回転角度センサ８２と同様の構成となるので説明を省略する。
そして、第６実施形態では、図１７（ａ）に示すように、第８回転角度センサ８３を、その平面コイルＬ１〜Ｌ４が第４ターゲット８１の第４正弦波状部８１ｂに所定間隙を空けて対向するように、第４ターゲット８１に対してラジアル方向に対向させて配置している。
【０１０８】
更に、第８回転角度センサ８３は、第４ターゲット８１の回転角度に応じた差動信号を周辺回路８３ｄで検出し、ＡＳＩＣ８３ｃによって、検出した差動信号をシングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第２ｓｉｎ信号及び第２ｃｏｓ信号を出力する。
即ち、第６実施形態では、第７回転角度センサ８２からｓｉｎθisを表す第１ｓｉｎ信号、及びｃｏｓθisを表す第１ｃｏｓ信号が出力される。また、第８回転角度センサ８３からｓｉｎθosを表す第２ｓｉｎ信号、及びｃｏｓθosを表す第２ｃｏｓ信号が出力される。
【０１０９】
これら出力された、ｓｉｎθis、ｃｏｓθis、ｓｉｎθos及びｃｏｓθosは、図１８に示すように、センサ演算部１８０内の第１の相対角度演算部１８及び第２の相対角度演算部１８ｒに入力される。
第６実施形態の第１の相対角度演算部１８は、第７回転角度センサ８２及び第８回転角度センサ８３から入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上記第１実施形態と同様に入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosを演算する。そして、演算した入力軸２２ａの回転角度θis及び出力軸２２ｂの回転角度θosの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する。そして、演算した第１相対角度Δθをトルク演算部１９に出力する。
【０１１０】
一方、第６実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒは、第７回転角度センサ８２及び第８回転角度センサ８３から入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上式（１）〜（４）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。更に、演算した相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθから、上式（５）に従って入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する。
【０１１１】
また、第１実施形態と同様に、第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefと第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθとの差分値に基づいて異常判定部２０で異常判定を行う。
ここで、第６実施形態において、第３ターゲット８０、即ち入力軸２２ａの回転角度θisが、特許請求の範囲における回転角度θ１に対応し、第４ターゲット８１、即ち出力軸２２ｂの回転角度θosが、特許請求の範囲における回転角度θ２に対応する。また、平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４がインダクタンス素子に対応する。また、第６実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲における第１の相対角度Δθ１に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲における第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
【０１１２】
（第６実施形態の効果）
第６実施形態は、上記第１〜第５実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第６実施形態に係る第６の相対角度検出装置８００は、周方向に沿って軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第３正弦波状部８０ｂを有し、且つ同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち入力軸２２ａと同期回転する第３ターゲット８０を備える。更に、周方向に沿って軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第４正弦波状部８１ｂを有し、且つ入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち出力軸２２ｂと同期回転する第４ターゲット８１を備える。更に、第３正弦波状部８０ｂと所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）を有し、第３ターゲット８０の回転角度θisに応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθisを表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθisを表す第１ｃｏｓ信号を出力する第７回転角度センサ８２を備える。更に、第４正弦波状部８１ｂと所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）を有し、第４ターゲット８１の回転角度θosに応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθosを表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθosを表す第２ｃｏｓ信号を出力する第８回転角度センサ８３を備える。なお更に、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisに基づいてθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から回転角度θisを演算すると共に第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいてθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する第１の相対角度演算部１８とを備える。
【０１１３】
この構成であれば、ｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθの双方を演算し、演算したｓｉｎΔθをｃｏｓΔθで除算した値のアークタンジェントを演算することで第１相対角度Δθを演算することが可能である。これによって、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捩れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【０１１４】
第６実施形態に係る第６の相対角度検出装置８００は、第３ターゲット８０が、第１円筒体８０ａと、第１円筒体８０ａの外周面に設けられた、該外周面を平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状の第３正弦波状部８０ｂとを有する。更に、第４ターゲット８１が、第２円筒体８１ａと、第２円筒体８１ａの外周面に設けられた、該外周面を平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状の第４正弦波状部８１ｂとを有する。第７回転角度センサ８２が、該第７回転角度センサ８２の有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）が第３正弦波状部８０ｂと対向するように第３ターゲット８０の外周面に対向して配置されている。更に、第８回転角度センサ８３が、該第８回転角度センサ８３の有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１〜Ｌ４）が第４正弦波状部８１ｂと対向するように第４ターゲット８１の外周面に対向して配置されている。
【０１１５】
この構成であれば、例えば、ターゲットに対してアキシャル方向の配置スペースが取れない場合などにおいて、ラジアル対向で回転角度センサを配置することが可能となる。
また、第６実施形態に係る第６の相対角度検出装置８００では、第７回転角度センサ８２及び第８回転角度センサ８３が、相対角度Δθが０°のときに第７回転角度センサ８２の出力及び第８回転角度センサ８３の出力が同位相となるように設けられている。この構成であれば、第７回転角度センサ８２及び第８回転角度センサ８３から出力される信号をそのまま用いて、簡易且つ正確に相対角度Δθを演算することができる。
【０１１６】
また、第６実施形態に係る第６の相対角度検出装置８００は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する第２の相対角度演算部１８ｒと、第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθと第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部２０とを備える。この構成であれば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる方法で演算した第２相対角度Δθrefとの差分値が予め設定した規定値以上であるときに、システムの異常を検出することができる。
【０１１７】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態は、上記第１実施形態のセンサ演算部１８０に代えて、構成が一部異なる第２のセンサ演算部１８０’を備え、トルク演算部１９が第２のセンサ演算部１８０’から入力される相対角度に基づいて操舵トルクＴsを演算する以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。
【０１１８】
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
第７実施形態の第７のトルクセンサ９０は、図示省略するが、上記第１実施形態の第１のトルクセンサ１において、第１の相対角度検出装置１００に代えて、第７の相対角度検出装置１０２を備えた構成となっている。第７実施形態の第７の相対角度検出装置１０２は、第１実施形態の第１の相対角度検出装置１００において、センサ演算部１８０に代えて第２のセンサ演算部１８０’を備えた構成となっている。
【０１１９】
第７実施形態の第２のセンサ演算部１８０’は、図２０に示すように、第２の相対角度演算部１８ｒで演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０の他にトルク演算部１９にも出力する。これ以外の構成は上記第１実施形態のセンサ演算部１８０と同様の構成となる。
一方、第７実施形態のトルク演算部１９は、第１の相対角度演算部１８から入力される第１相対角度Δθと、第２の相対角度演算部１８ｒから入力される第２相対角度Δθrefとに基づいて操舵トルクＴsを演算する。即ち、それぞれ異なる演算方法で演算された第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとから操舵トルクＴsを演算する。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとの平均値Δθaveを演算し、この平均値Δθaveから操舵トルクＴsを演算する。
【０１２０】
ここで、第７実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
なお、第７実施形態の第２のセンサ演算部１８０’及びトルク演算部１９の構成は、第１実施形態に限らず、第２〜第６実施形態に対しても適用可能である。
【０１２１】
（第７実施形態の効果）
第７実施形態は、上記第１〜第６実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第７実施形態に係る第７の相対角度検出装置１０２は、第２の相対角度演算部１８ｒが、演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０に加えてトルク演算部１９にも出力する。そして、第７実施形態に係る第７のトルクセンサ９０は、第１の相対角度演算部１８から入力される第１相対角度Δθと、第２の相対角度演算部１８ｒから入力される第２相対角度Δθrefとから入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂに生じる操舵トルクＴsを演算する。
【０１２２】
この構成であれば、相対角度として第１相対角度Δθのみを用いた場合と比較して、精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとの平均値Δθaveを演算することで、より精度の高い相対角度を演算することが可能となり、この平均値Δθaveから、より精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。
【０１２３】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態は、上記第１実施形態のセンサ演算部１８０に代えて、構成が異なる第３のセンサ演算部１８０Ａを備え、トルク演算部１９が第３のセンサ演算部１８０Ａから入力される相対角度に基づいて操舵トルクＴsを演算する以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。
【０１２４】
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
第８実施形態の第８のトルクセンサ９１は、図示省略するが、上記第１実施形態の第１のトルクセンサ１において、第１の相対角度検出装置１００に代えて、第８の相対角度検出装置１０３を備えた構成となっている。第８実施形態の第８の相対角度検出装置１０３は、第１実施形態の第１の相対角度検出装置１００において、センサ演算部１８０に代えて第３のセンサ演算部１８０Ａを備えた構成となっている。
【０１２５】
第８実施形態の第３のセンサ演算部１８０Ａは、図２１に示すように、第３の相対角度演算部１８Ａと、第４の相対角度演算部１８Ａｒとを備える。
第３の相対角度演算部１８Ａは、上記第１実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒと同様の構成を有している。また、第４の相対角度演算部１８Ａｒは、上記第１実施形態の第１の相対角度演算部１８と同様の構成を有している。
【０１２６】
具体的に、第３の相対角度演算部１８Ａは、図２１に示すように、相対角度正弦値（図ではｓｉｎΔθ）演算部１８１Ａと、相対角度余弦値（図ではｃｏｓΔθ）演算部１８２Ａと、第１相対角度（図ではΔθ）演算部１８３Ａとを備える。例えばステアリングホイール２１が操舵されて入力軸２２ａが回転した場合に、出力軸２２ｂの回転角度θosを所定角度で固定し、入力軸２２ａの回転角度θisが変化することとすると、入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを用いて、ｓｉｎθis＝ｓｉｎ（θos＋Δθ）、ｃｏｓθis＝ｃｏｓ（θos＋Δθ）と表すことができる。
【０１２７】
従って、相対角度正弦値演算部１８１Ａは、第１実施形態の相対角度正弦値演算部１８１ｒと同様に、上式（１）及び（２）に従って相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算する。但し、上式（１）において、ΔθrefをΔθに置き換える。
具体的に、相対角度正弦値演算部１８１Ａは、上式（１）に従って、入力された第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisをｃｏｓ（θos＋Δθ）として、入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosとの加算値の二乗値を演算する。更に、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisをｓｉｎ（θos＋Δθ）として、入力された第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosからの減算値の二乗値を演算する。そして、これら演算した二乗値を足し合わせることでＴＭsを算出する。次に、上式（２）に従って、演算したＴＭsを２で除した値を１から減算することで相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算する。演算された相対角度正弦値ｓｉｎΔθは第１相対角度演算部１８３Ａに出力される。
【０１２８】
また、相対角度余弦値演算部１８２Ａは、上式（３）及び（４）に従って相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。但し、上式（３）において、ΔθrefをΔθに置き換える。
具体的に、相対角度余弦値演算部１８２Ａは、上式（３）に従って、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisをｓｉｎ（θos＋Δθ）として、この信号と入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosとの加算値の二乗値を演算する。更に、入力された第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisをｃｏｓ（θos＋Δθ）として、この信号と入力された第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosとの加算値の二乗値を演算する。そして、これら演算した二乗値を足し合わせることでＴＭcを算出する。次に、上式（４）に従って、演算したＴＭcを２で除した値から１を減算することで相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。演算された相対角度余弦値ｃｏｓΔθは第１相対角度演算部１８３Ａに出力される。
【０１２９】
第１相対角度演算部１８３Ａは、上式（５）に従って第１相対角度Δθを演算する。但し、上式（５）において、ΔθrefをΔθに置き換える。
具体的に、第１相対角度演算部１８３Ａは、相対角度正弦値演算部１８１Ａから入力された相対角度正弦値ｓｉｎΔθと、相対角度余弦値演算部１８２Ａから入力された相対角度余弦値ｃｏｓΔθとから、上式（５）に従って、相対角度正弦値ｓｉｎΔθを相対角度余弦値ｃｏｓΔθで除した値の逆正接関数を演算することで入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算する。そして、演算された第１相対角度Δθはトルク演算部１９と第１の加減算器１９０とに出力される。
【０１３０】
第８実施形態のトルク演算部１９は、第３の相対角度演算部１８Ａから入力される第１相対角度Δθに基づいて操舵トルクＴsを演算する。
一方、第８実施形態の第４の相対角度演算部１８Ａｒは、図２１に示すように、入力軸回転角度（図ではθis）演算部１８１Ａｒと、出力軸回転角度（図ではθos）演算部１８２Ａｒと、第２相対角度（図ではΔθref）演算部１８３Ａｒとを備える。
【０１３１】
入力軸回転角度演算部１８１Ａｒは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除した値の逆正接関数、即ちθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から入力軸２２ａの回転角度θisを演算する。演算された回転角度θisは第２相対角度演算部１８３Ａｒに出力される。
出力軸回転角度演算部１８２Ａｒは、入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除した値の逆正接関数、即ちθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から出力軸２２ｂの回転角度θosを演算する。演算された回転角度θosは第２相対角度演算部１８３Ａｒに出力される。
【０１３２】
第２相対角度演算部１８３Ａｒは、入力軸２２ａの回転角度θisから出力軸２２ｂの回転角度θosを減じた差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第２相対角度Δθrefを演算する。そして、演算された第２相対角度Δθrefは第１の加減算器１９０に出力される。
第８実施形態の第１の加減算器１９０は、第１相対角度演算部１８３Ａで演算された第１相対角度Δθと第２相対角度演算部１８３Ａｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値を演算する。そして、演算した差分値を異常判定部２０に出力する。
【０１３３】
第８実施形態の異常判定部２０は、第１相対角度Δθと第２相対角度Δθrefとの差分値の絶対値が予め設定された規定値以上である場合に、相対角度検出装置のどこかに異常があると判定する。
ここで、第８実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第２の相対角度Δθ２に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
なお、第８実施形態の第３のセンサ演算部１８０Ａ及びトルク演算部１９の構成は、第１実施形態に限らず、第２〜第６実施形態に対しても適用可能である。
【０１３４】
（第８実施形態の効果）
第８実施形態は、上記第１〜第６実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第８実施形態に係る第８の相対角度検出装置１０３は、第８の相対角度検出装置１０３が、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から第１相対角度Δθを演算する第３の相対角度演算部１８Ａを備える。
【０１３５】
そして、第８実施形態に係る第８のトルクセンサ９１は、第３の相対角度演算部１８Ａで演算した第１相対角度Δθから入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂに生じる操舵トルクＴsを演算する。
この構成であれば、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捻れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【０１３６】
また、第８実施形態に係る第８の相対角度検出装置１０３は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisに基づいてθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から回転角度θisを演算すると共に第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいてθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの第２相対角度Δθrefを演算する第４の相対角度演算部１８Ａｒを備える。加えて、第３の相対角度演算部１８Ａで演算された第１相対角度Δθと第４の相対角度演算部１８Ａｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部２０を備える。
この構成であれば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる方法で演算した第２相対角度Δθrefとの差分値が予め設定した規定値以上であるときに、システムの異常を検出することができる。
【０１３７】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態は、上記第８実施形態の第３のセンサ演算部１８０Ａに代えて、構成が一部異なる第４のセンサ演算部１８０Ａ’を備え、トルク演算部１９が第４のセンサ演算部１８０Ａ’から入力される相対角度に基づいて操舵トルクＴsを演算する以外は、上記第８実施形態と同じ構成となる。
【０１３８】
以下、上記第８実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
第９実施形態の第９のトルクセンサ９２は、図示省略するが、上記第８実施形態の第８のトルクセンサ９１において、第８の相対角度検出装置１０３に代えて、第９の相対角度検出装置１０４を備えた構成となっている。第９実施形態の第９の相対角度検出装置１０４は、第８実施形態の第８の相対角度検出装置１０３において、第３のセンサ演算部１８０Ａに代えて第４のセンサ演算部１８０Ａ’を備えた構成となっている。
【０１３９】
第９実施形態の第４のセンサ演算部１８０Ａ’は、図２２に示すように、第４の相対角度演算部１８Ａｒで演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０の他にトルク演算部１９にも出力する。これ以外の構成は上記第８実施形態の第３のセンサ演算部１８０Ａと同様の構成となる。
一方、第９実施形態のトルク演算部１９は、第３の相対角度演算部１８Ａから入力される第１相対角度Δθと、第４の相対角度演算部１８Ａｒから入力される第２相対角度Δθrefとに基づいて操舵トルクＴsを演算する。即ち、それぞれ異なる演算方法で演算された第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとから操舵トルクＴsを演算する。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとの平均値Δθaveを演算し、この平均値Δθaveから操舵トルクＴsを演算する。
【０１４０】
ここで、第９実施形態において、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第２の相対角度Δθ２に対応し、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１及び第３の相対角度Δθrefに対応している。
なお、第９実施形態の第４のセンサ演算部１８０Ａ’及びトルク演算部１９の構成は、第１実施形態に限らず、第２〜第６実施形態に対しても適用可能である。
【０１４１】
（第９実施形態の効果）
第９実施形態は、上記第８実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第９実施形態に係る第９の相対角度検出装置１０４は、第４の相対角度演算部１８Ａｒが、演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０に加えてトルク演算部１９にも出力する。そして、第９実施形態に係る第９のトルクセンサ９２は、第１の相対角度演算部１８から入力される第１相対角度Δθと、第２の相対角度演算部１８ｒから入力される第２相対角度Δθrefとから入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂに生じる操舵トルクＴsを演算する。
【０１４２】
この構成であれば、相対角度として第１相対角度Δθのみを用いた場合と比較して、精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとの平均値Δθaveを演算することで、より精度の高い相対角度を演算することが可能となり、この平均値Δθaveから、より精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。
【０１４３】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態は、上記第１実施形態のセンサ演算部１８０に代えて、構成が一部異なる第５のセンサ演算部１８０Ｂを備え、トルク演算部１９が第５のセンサ演算部１８０Ｂから入力される相対角度に基づいて操舵トルクＴsを演算する以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。
【０１４４】
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
第１０実施形態の第１０のトルクセンサ９３は、図示省略するが、上記第１実施形態の第１のトルクセンサ１において、第１の相対角度検出装置１００に代えて、第１０の相対角度検出装置１０５を備えた構成となっている。第１０実施形態の第１０の相対角度検出装置１０５は、第１実施形態の第１の相対角度検出装置１００において、センサ演算部１８０に代えて第５のセンサ演算部１８０Ｂを備えた構成となっている。
【０１４５】
第１０実施形態の第５のセンサ演算部１８０Ｂは、図２３に示すように、上記第８実施形態の第３の相対角度演算部１８Ａと、上記第１実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒとを備える。
第１０実施形態の第３の相対角度演算部１８Ａは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上記第８実施形態と同様に、ΔθrefをΔθに置き換えた上式（１）〜（４）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。更に、演算した相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθから、ΔθrefをΔθに置き換えた上式（５）に従って第１相対角度Δθを演算する。演算された第１相対角度Δθは、トルク演算部１９と第１の加減算器１９０とに出力される。
【０１４６】
第１０実施形態のトルク演算部１９は、第３の相対角度演算部１８Ａから入力された第１相対角度Δθに基づいて操舵トルクＴsを演算する。
一方、第１０実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒは、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosから、上記第１実施形態と同様に、上式（１）〜（４）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。更に、演算した相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθから、上式（５）に従って第２相対角度Δθrefを演算する。演算された第２相対角度Δθrefは、第１の加減算器１９０に出力される。
【０１４７】
また、第１０実施形態の第１の加減算器１９０は、第１相対角度演算部１８３Ａで演算された第１相対角度Δθと第２相対角度演算部１８３ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値を演算する。そして、演算した差分値を異常判定部２０に出力する。
第１０実施形態の異常判定部２０は、第１相対角度Δθと第２相対角度Δθrefとの差分値の絶対値が予め設定された規定値以上である場合に、相対角度検出装置のどこかに異常があると判定する。
【０１４８】
ここで、第１０実施形態において、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における複数の第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１の第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応する。また、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における複数の第２の相対角度Δθ２のうち残りの第２の相対角度Δθ２に対応している。
なお、第１０実施形態の第５のセンサ演算部１８０Ｂ及びトルク演算部１９の構成は、第１実施形態に限らず、第２〜第６実施形態に対しても適用可能である。
【０１４９】
（第１０実施形態の効果）
第１０実施形態は、上記第１〜第６実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第１０実施形態に係る第１０の相対角度検出装置１０５は、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち入力軸２２ａと同期回転する第１多極リング磁石１０と、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの出力軸２２ｂと同期回転する第２多極リング磁石１１と、第１多極リング磁石１０の回転角度θisに応じた磁束を検出して第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisを出力する第１回転角度センサ１２と、第２多極リング磁石１１の回転角度θosに応じた磁束を検出して第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosを出力する第２回転角度センサ１３と、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から第１相対角度Δθを演算する第３の相対角度演算部１８Ａを備える。
【０１５０】
この構成であれば、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除した値の逆正接関数から回転角度θisを演算すると共に、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除した値の逆正接関数から回転角度θosを演算し、演算した回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度として第１相対角度Δθを演算することが可能である。これによって、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捻れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【０１５１】
また、第１０実施形態に係る第１０の相対角度検出装置１０５は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から第２相対角度Δθrefを演算する第２の相対角度演算部１８ｒと、第３の相対角度演算部１８Ａで演算された第１相対角度Δθと第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの差分値に基づいて異常を判定する異常判定部２０とを備える。
【０１５２】
この構成であれば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと同じ方法で演算した第２相対角度Δθrefとの差分値が予め設定した規定値以上であるときに、システムの異常を検出することができる。これにより、演算方法の違いによる誤差を低減することが可能となる。
また、第１０実施形態に係る第１０の相対角度検出装置１０５は、第２の相対角度演算部１８ｒ及び第３の相対角度演算部１８Ａが、上式（１）〜（２）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算し、上式（３）〜（４）に基づいて相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。この構成であれば、第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３から出力される信号をそのまま用いた計算によって、簡易且つ正確に相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算することができる。
【０１５３】
また、第１０実施形態に係る第１０のトルクセンサ９３は、第１０実施形態に係る第１０の相対角度検出装置１０５によって、トーションバー２２ｃで連結された入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの第１相対角度Δθを検出し、その第１相対角度Δθから入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂに生じる操舵トルクＴsを演算するトルク演算部１９を備える。この構成であれば、上記第１０の相対角度検出装置１０５と同等の作用及び効果が得られる。
【０１５４】
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態は、上記第１０実施形態の第５のセンサ演算部１８０Ｂに代えて、構成が一部異なる第６のセンサ演算部１８０Ｂ’を備え、トルク演算部１９が第６のセンサ演算部１８０Ｂ’から入力される相対角度に基づいて操舵トルクＴsを演算する以外は、上記第１０実施形態と同じ構成となる。
【０１５５】
以下、上記第１０実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
第１１実施形態の第１１のトルクセンサ９４は、図示省略するが、上記第１０実施形態の第１０のトルクセンサ９３において、第１０の相対角度検出装置１０５に代えて、第１１の相対角度検出装置１０６を備えた構成となっている。第１１実施形態の第１１の相対角度検出装置１０６は、第１０実施形態の第１０の相対角度検出装置１０５において、第５のセンサ演算部１８０Ｂに代えて第６のセンサ演算部１８０Ｂ’を備えた構成となっている。
【０１５６】
第１１実施形態の第６のセンサ演算部１８０Ｂ’は、図２４に示すように、第２の相対角度演算部１８ｒで演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０の他にトルク演算部１９にも出力する。これ以外の構成は上記第１０実施形態の第５のセンサ演算部１８０Ｂと同様の構成となる。
一方、第１１実施形態のトルク演算部１９は、第３の相対角度演算部１８Ａから入力される第１相対角度Δθと、第２の相対角度演算部１８ｒから入力される第２相対角度Δθrefとに基づいて操舵トルクＴsを演算する。即ち、それぞれ同じ演算方法で演算された第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとから操舵トルクＴsを演算する。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとの平均値Δθaveを演算し、この平均値Δθaveから操舵トルクＴsを演算する。
【０１５７】
ここで、第１１実施形態において、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における複数の第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１の第２の相対角度Δθ２及び第３の相対角度Δθrefに対応する。また、第１相対角度Δθが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における複数の第２の相対角度Δθ２のうち残りの第２の相対角度Δθ２に対応している。
なお、第１１実施形態の第６のセンサ演算部１８０Ｂ’及びトルク演算部１９の構成は、第１実施形態に限らず、第２〜第６実施形態に対しても適用可能である。
【０１５８】
（第１１実施形態の効果）
第１１実施形態は、上記第１０実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第１１実施形態に係る第１１の相対角度検出装置１０６は、第２の相対角度演算部１８ｒが、演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０に加えてトルク演算部１９にも出力する。そして、第１１のトルクセンサ９４は、トーションバー２２ｃで連結された入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの第１相対角度Δθ及び第２相対角度Δθrefを検出し、検出した第１相対角度Δθ及び第２相対角度Δθrefから入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂに生じる操舵トルクＴsを演算する。
【０１５９】
この構成であれば、相対角度として第１相対角度Δθのみを用いた場合と比較して、精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefとの平均値Δθaveを演算することで、より精度の高い相対角度を演算することが可能となり、この平均値Δθaveから、より精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。
【０１６０】
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態は、上記第１実施形態のセンサ演算部１８０に代えて、構成の一部異なる第７のセンサ演算部１８０Ｃを備え、トルク演算部１９が第７のセンサ演算部１８０Ｃから入力される相対角度に基づいて操舵トルクＴsを演算する以外は、上記第１実施形態と同じ構成となる。
【０１６１】
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
第１２実施形態の第１２のトルクセンサ９５は、図示省略するが、上記第１実施形態の第１のトルクセンサ１において、第１の相対角度検出装置１００に代えて、第１２の相対角度検出装置１０７を備えた構成となっている。第１２実施形態の第１２の相対角度検出装置１０７は、第１実施形態の第１の相対角度検出装置１００において、センサ演算部１８０に代えて第７のセンサ演算部１８０Ｃを備えた構成となっている。
【０１６２】
第１２実施形態の第７のセンサ演算部１８０Ｃは、図２５に示すように、上記第１実施形態のセンサ演算部１８０において、第５の相対角度演算部１８Ｂと、第２の加減算器１９１と、第３の加減算器１９２とが追加された構成となっている。
第１２実施形態の第１の相対角度演算部１８は、上記第１実施形態と同様の演算方法で第１相対角度Δθを演算する。そして、演算した第１相対角度Δθを第１の加減算器１９０と第３の加減算器１９２とに出力する。
【０１６３】
第１２実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒは、上記第１実施形態と同様の演算方法で第２相対角度Δθrefを演算する。そして、演算した第２相対角度Δθrefを第１の加減算器１９０と第２の加減算器１９１とに出力する。
一方、第１２実施形態の第５の相対角度演算部１８Ｂは、上記第１実施形態の第２の相対角度演算部１８ｒと同様の構成を有している。
【０１６４】
具体的に、第５の相対角度演算部１８Ｂは、図２５に示すように、相対角度正弦値（図ではｓｉｎΔθ）演算部１８１Ｂと、相対角度余弦値（図ではｃｏｓΔθ）演算部１８２Ｂと、第３相対角度（図ではΔθx）演算部１８３Ｂとを備える。
相対角度正弦値演算部１８１Ｂは、第１実施形態の相対角度正弦値演算部１８１ｒと同様に、上式（１）及び（２）に従って相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算する。但し、上式（１）において、ΔθrefをΔθxに置き換える。
【０１６５】
具体的に、相対角度正弦値演算部１８１Ｂは、上式（１）に従って、入力された第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisをｃｏｓ（θos＋Δθx）として、この信号と入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosとの加算値の二乗値を演算する。更に、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisをｓｉｎ（θos＋Δθx）として、この信号と入力された第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosからの減算値の二乗値を演算する。そして、これら演算した二乗値を足し合わせることでＴＭsを算出する。次に、上式（２）に従って、演算したＴＭsを２で除した値を１から減算することで相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算する。演算された相対角度正弦値ｓｉｎΔθは第３相対角度演算部１８３Ｂに出力される。
【０１６６】
また、相対角度余弦値演算部１８２Ｂは、上式（３）及び（４）に従って相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。但し、上式（３）において、ΔθrefをΔθxに置き換える。
具体的に、相対角度余弦値演算部１８２Ｂは、上式（３）に従って、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisをｓｉｎ（θos＋Δθx）として、この信号と入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosとの加算値の二乗値を演算する。更に、入力された第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisをｃｏｓ（θos＋Δθx）として、この信号と入力された第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosとの加算値の二乗値を演算する。そして、これら演算した二乗値を足し合わせることでＴＭcを算出する。次に、上式（４）に従って、演算したＴＭcを２で除した値から１を減算することで相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。演算された相対角度余弦値ｃｏｓΔθは第３相対角度演算部１８３Ｂに出力される。
【０１６７】
第３相対角度演算部１８３Ｂは、上式（５）に従って第３相対角度Δθxを演算する。但し、上式（５）において、ΔθrefをΔθxに置き換える。
具体的に、第３相対角度演算部１８３Ｂは、相対角度正弦値演算部１８１Ｂから入力された相対角度正弦値ｓｉｎΔθと、相対角度余弦値演算部１８２Ｂから入力された相対角度余弦値ｃｏｓΔθとから、上式（５）に従って、相対角度正弦値ｓｉｎΔθを相対角度余弦値ｃｏｓΔθで除した値の逆正接関数を演算することで入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの相対角度を第３相対角度Δθxとして演算する。そして、演算された第３相対角度Δθxは第２の加減算器１９１と第３の加減算器１９２とに出力される。
【０１６８】
第１２実施形態のトルク演算部１９は、第１の相対角度演算部１８から入力される第１相対角度Δθに基づいて操舵トルクＴsを演算する。
第１２実施形態の第１の加減算器１９０は、第１相対角度演算部１８３で演算された第１相対角度Δθと第２相対角度演算部１８３ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの第１の差分値を演算する。そして、演算した第１の差分値を異常判定部２０に出力する。
【０１６９】
一方、第１２実施形態の第２の加減算器１９１は、第２相対角度演算部１８３ｒで演算された第２相対角度Δθrefと第３相対角度演算部１８３Ｂで演算された第３相対角度Δθxとの第２の差分値を演算する。そして、演算した第２の差分値を異常判定部２０に出力する。
また、第１２実施形態の第３の加減算器１９２は、第１相対角度演算部１８３で演算された第１相対角度Δθと第３相対角度演算部１８３Ｂで演算された第３相対角度Δθxとの第３の差分値を演算する。そして、演算した第３の差分値を異常判定部２０に出力する。
【０１７０】
第１２実施形態の異常判定部２０は、第１相対角度Δθと第２相対角度Δθrefとの第１の差分値と、第２相対角度Δθrefと第３相対角度Δθxとの第２の差分値と、第１相対角度Δθと第３相対角度Δθxとの第３の差分値とに基づいて異常判定を行う。例えば、いずれか一の差分値の絶対値が予め設定された規定値以上である場合に、相対角度検出装置のどこかに異常があると判定し、いずれも規定値未満である場合に、相対角度検出装置が正常であると判定する。
【０１７１】
ここで、第１２実施形態において、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１の相対角度（ここでは第２の相対角度Δθ２）である第３の相対角度Δθrefに対応している。
また、第１２実施形態において、第１相対角度Δθ及び第３相対角度Δθxが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２のうち残りの相対角度に対応している。
なお、第１２実施形態の第７のセンサ演算部１８０Ｃ及びトルク演算部１９の構成は、第１実施形態に限らず、第２〜第６実施形態に対しても適用可能である。
【０１７２】
（第１２実施形態の効果）
第１２実施形態は、上記第１〜第６実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第１２実施形態に係る第１２の相対角度検出装置１０７は、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂのうち入力軸２２ａと同期回転する第１多極リング磁石１０と、周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの出力軸２２ｂと同期回転する第２多極リング磁石１１と、第１多極リング磁石１０の回転角度θisに応じた磁束を検出して第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisを出力する第１回転角度センサ１２と、第２多極リング磁石１１の回転角度θosに応じた磁束を検出して第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosを出力する第２回転角度センサ１３と、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisに基づいてθis＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθis／ｃｏｓθis）から回転角度θisを演算すると共に第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいてθos＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎθos／ｃｏｓθos）から回転角度θosを演算し、回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの第１相対角度Δθを演算する第１の相対角度演算部１８とを備える。
【０１７３】
この構成であれば、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθisを第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθisで除した値の逆正接関数から回転角度θisを演算すると共に、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθosを第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosで除した値の逆正接関数から回転角度θosを演算し、演算した回転角度θisと回転角度θosとの差分値から入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの第１相対角度Δθを演算することが可能である。これによって、ｓｉｎΔθの直線部分を超える捻れ角領域でもトルクを演算することが可能となる。その結果、より幅広いトルク検出範囲に対応することが可能となる。また、同じトルク検出範囲でも、ｓｉｎΔθの全体の情報を活用できるため、検出トルク値の分解能を高くすることが可能となる。また、少ない演算回数で第１相対角度Δθを演算することができるため、より高精度なトルク値を演算することが可能となる。
【０１７４】
また、第１２実施形態に係る第１２の相対角度検出装置１０７は、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθref＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から第２相対角度Δθrefを演算する第２の相対角度演算部１８ｒと、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθis、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθis、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθos及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθosに基づいて入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から第３相対角度Δθxを演算する第５の相対角度演算部１８Ｂと、第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθと第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefとの第１の差分値と、第２の相対角度演算部１８ｒで演算された第２相対角度Δθrefと第５の相対角度演算部１８Ｂで演算された第３相対角度Δθxとの第２の差分値と、第１の相対角度演算部１８で演算された第１相対角度Δθと第５の相対角度演算部１８Ｂで演算された第３相対角度Δθxとの第３の差分値とに基づいて異常を判定する異常判定部２０とを備える。
【０１７５】
この構成であれば、例えば、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる方法で演算した第２相対角度Δθrefとの第１の差分値が予め設定した規定値以上であるとき、または第２相対角度Δθrefと、第２相対角度Δθrefと同じ方法で演算した第３相対角度Δθxとの第２の差分値が規定値以上であるとき、または第１相対角度Δθと、第３相対角度Δθxとの第３の差分値が規定値以上であるときにシステムの異常を検出することができる。一方、例えば、いずれの差分値も規定値未満であるときにシステムが正常であると判定することができる。また、第１の差分値、第２の差分値及び第３の差分値の３つの差分値を比較することで、どの相対角度演算部に異常があるのかを判定することが可能となる。
【０１７６】
また、第１２実施形態に係る第１２の相対角度検出装置１０７は、第２の相対角度演算部１８ｒ及び第５の相対角度演算部１８Ｂが、上式（１）〜（２）に基づいて相対角度正弦値ｓｉｎΔθを演算し、上式（３）〜（４）に基づいて相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算する。この構成であれば、第１回転角度センサ１２及び第２回転角度センサ１３から出力される信号をそのまま用いた計算によって、簡易且つ正確に相対角度正弦値ｓｉｎΔθ及び相対角度余弦値ｃｏｓΔθを演算することができる。
【０１７７】
（第１３実施形態）
本発明の第１３実施形態は、上記第１２実施形態の第７のセンサ演算部１８０Ｃに代えて、構成が一部異なる第８のセンサ演算部１８０Ｃ’を備え、トルク演算部１９が第８のセンサ演算部１８０Ｃ’から入力される相対角度に基づいて操舵トルクＴsを演算する以外は、上記第１２実施形態と同じ構成となる。
【０１７８】
以下、上記第１２実施形態と同様の構成部については同じ符号を付して適宜説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
第１３実施形態の第１３のトルクセンサ９６は、図示省略するが、上記第１２実施形態の第１２のトルクセンサ９５において、第１２の相対角度検出装置１０７に代えて、第１３の相対角度検出装置１０８を備えた構成となっている。第１３実施形態の第１３の相対角度検出装置１０８は、第１２実施形態の第１２の相対角度検出装置１０７において、第７のセンサ演算部１８０Ｃに代えて第８のセンサ演算部１８０Ｃ’を備えた構成となっている。
【０１７９】
第１３実施形態の第８のセンサ演算部１８０Ｃ’は、図２６に示すように、第２の相対角度演算部１８ｒで演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０の他にトルク演算部１９にも出力する。加えて、第５の相対角度演算部１８Ｂで演算した第３相対角度Δθxを、第２の加減算器１９１の他にトルク演算部１９にも出力する。これら以外の構成は上記第１２実施形態の第７のセンサ演算部１８０Ｃと同様の構成となる。
【０１８０】
一方、第１３実施形態のトルク演算部１９は、第１の相対角度演算部１８から入力される第１相対角度Δθと、第２の相対角度演算部１８ｒから入力される第２相対角度Δθrefと、第５の相対角度演算部１８Ｂから入力される第３相対角度Δθxとに基づいて操舵トルクＴsを演算する。即ち、第１相対角度Δθと、第１相対角度Δθと異なる演算方法で演算された第２相対角度Δθrefと、第２相対角度Δθrefと同じ演算方法で演算された第３相対角度Δθxとから操舵トルクＴsを演算する。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefと、第３相対角度Δθxとの平均値Δθaveを演算し、この平均値Δθaveから操舵トルクＴsを演算する。
【０１８１】
ここで、第１３実施形態において、第２相対角度Δθrefが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２のうちいずれか１の相対角度（ここでは第２の相対角度Δθ２）である第３の相対角度Δθrefに対応している。
また、第１３実施形態において、第１相対角度Δθ及び第３相対角度Δθxが、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段における第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２のうち残りの相対角度に対応している。
なお、第１３実施形態の第８のセンサ演算部１８０Ｃ’及びトルク演算部１９の構成は、第１実施形態に限らず、第２〜第６実施形態に対しても適用可能である。
【０１８２】
（第１３実施形態の効果）
第１３実施形態は、上記第１２実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第１３実施形態に係る第１３の相対角度検出装置１０８は、第２の相対角度演算部１８ｒが、演算した第２相対角度Δθrefを、第１の加減算器１９０に加えてトルク演算部１９にも出力する。加えて、第５の相対角度演算部１８Ｂが、演算した第３相対角度Δθxを、第２の加減算器１９１に加えてトルク演算部１９にも出力する。そして、第１３実施形態に係る第１２のトルクセンサ９５は、第１の相対角度演算部１８から入力される第１相対角度Δθと、第２の相対角度演算部１８ｒから入力される第２相対角度Δθrefと、第５の相対角度演算部１８Ｂから入力される第３相対角度Δθxとから入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂに生じる操舵トルクＴsを演算する。
【０１８３】
この構成であれば、相対角度として第１相対角度Δθのみを用いた場合と比較して、精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。例えば、第１相対角度Δθと、第２相対角度Δθrefと、第３相対角度Δθxとの平均値Δθaveを演算することで、より精度の高い相対角度を演算することが可能となり、この平均値Δθaveから、より精度の高い操舵トルクＴsを演算することが可能となる。
【０１８４】
（変形例）
上記第４実施形態では、第１コードホイール６０及び第２コードホイール６１を、板面の外周部近傍に、周方向に沿って複数のスリットの設けられた構成とし、スリットを通る光源光を受光部で受光する構成としたが、この構成に限らない。例えば、第１コードホイール６０及び第２コードホイール６１の円環形状の薄板を非反射部材で構成し、板面の外周部近傍に、周方向に沿ってスリットの代わりに例えば同形状の反射性部材を設け、反射性部材に入射した光源光の反射光を受光部で受光する構成としてもよい。
【０１８５】
また、上記第４実施形態では、第１ｓｉｎ光学センサ６４及び第１ｃｏｓ光学センサ６５を、スリット６０ｓのピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置し、第２ｓｉｎ光学センサ６６及び第２ｃｏｓ光学センサ６７を、スリット６１ｓのピッチに対して電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置する構成とした。この構成に限らず、同じピッチのスリット列を径方向に２列設け、一方のスリット列に対して他方を径方向に電気角度で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置する構成としてもよい。この構成とした場合は、例えば、２つの光学センサを径方向に並べて同位相に固定配置し、各スリット列に対してスリットを透過した光源光を、受光可能に光学センサを配置する。但し、内径側のセンサは設置の問題からＵ字状にできないため、センサ構成の変更は必要となる。
【０１８６】
また、上記第１及び第２実施形態では、第１ｓｉｎ磁気センサ及び第１ｃｏｓ磁気センサの２つの磁気センサによって第１ｓｉｎ信号及び第１ｃｏｓ信号を出力し、第２ｓｉｎ磁気センサ及び第２ｃｏｓ磁気センサの２つの磁気センサによって第２ｓｉｎ信号及び第２ｃｏｓ信号を出力する構成としたが、この構成に限らない。例えば、１つの第１磁気センサから第１ｓｉｎ信号及び第１ｃｏｓ信号を出力し、１つの第２磁気センサから第２ｓｉｎ信号及び第２ｃｏｓ信号を出力する構成としてもよい。
【０１８７】
また、上記第５実施形態では、第１及び第２正弦波状部７０ｂ及び７１ｂを、第１及び第２環状導体７０ａ及び７１ａの外径側端部に形成する構成としたが、この構成に限らない。例えば、入力軸２２ａ又は出力軸２２ｂと同期回転する円筒体（導体に限らない）の軸方向の一端面に周方向に沿って径方向の幅が正弦波状に変化する環状の導体パターンを貼り付けるなどして設ける構成とするなど他の構成としてもよい。
【０１８８】
また、上記第６実施形態では、第３及び第４正弦波状部８０ｂ及び８１ｂを、第１及び第２円筒体８０ａ及び８１ａの外周面に設ける構成としたが、この構成に限らない。例えば、第３及び第４正弦波状部８０ｂ及び８１ｂを、第１及び第２円筒体８０ａ及び８１ａの内周面に設ける構成としてもよい。この構成とした場合は、第７及び第８回転角度センサ８２及び８３も第１及び第２円筒体８０ａ及び８１ａの内側に設ける。
【０１８９】
また、上記各実施形態では、ＥＰＳ制御ユニット３４を、電動モータ３３のハウジングに固定支持する構成を例に挙げて説明したが、この構成に限らず、別体として電動モータ３３のハウジングとは異なる位置に配置するなど他の構成としてもよい。
また、上記各実施形態では、電動モータ３３として、３相ブラシレスモータを例に挙げて説明したが、この構成に限らず、電動モータ３３を、４相以上のブラシレスモータから構成したり、ブラシモータから構成したりするなど他の構成としてもよい。
また、上記各実施形態では、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用した例を説明したが、この構成に限らず、例えばラックアシスト式又はピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１９０】
１  第１のトルクセンサ
２  電動パワーステアリング装置
３  車両
４  第２のトルクセンサ
５  第３のトルクセンサ
６  第４のトルクセンサ
７  第５のトルクセンサ
８  第６のトルクセンサ
１０  第１多極リング磁石
１１  第２多極リング磁石
１２  第１回転角度センサ
１３  第２回転角度センサ
１４  第１ｓｉｎ磁気センサ
１５  第１ｃｏｓ磁気センサ
１６  第２ｓｉｎ磁気センサ
１７  第２ｃｏｓ磁気センサ
１８  第１の相対角度演算部
１８ｒ  第２の相対角度演算部
１９  トルク演算部
２０  異常判定部
２１  ステアリングホイール
２２  ステアリングシャフト
２２ａ  入力軸
２２ｂ  出力軸
２２ｃ  トーションバー
４０  第３多極リング磁石
４１  第４多極リング磁石
５０  第１レゾルバ
５１  第２レゾルバ
５２  第１ロータ
５３  第１ステータ
５４  第２ロータ
５５  第２ステータ
５６  励磁信号供給部
６０  第１コードホイール
６１  第２コードホイール
６２  第３回転角度センサ
６３  第４回転角度センサ
６４  第１ｓｉｎ光学センサ
６５  第１ｃｏｓ光学センサ
６６  第２ｓｉｎ光学センサ
６７  第２ｃｏｓ光学センサ
７０  第１ターゲット
７０ｂ  第１正弦波状部
７１  第２ターゲット
７１ｂ  第２正弦波状部
７２  第５回転角度センサ
７３  第６回転角度センサ
８０  第３ターゲット
８０ｂ  第３正弦波状部
８１  第４ターゲット
８１ｂ  第４正弦波状部
８２  第７回転角度センサ
８３  第８回転角度センサ
９０  第７のトルクセンサ
９１  第８のトルクセンサ
９２  第９のトルクセンサ
９３  第１０のトルクセンサ
９４  第１１のトルクセンサ
９５  第１２のトルクセンサ
９６  第１３のトルクセンサ
１００  第１の相対角度検出装置
１０２  第７の相対角度検出装置
１０３  第８の相対角度検出装置
１０４  第９の相対角度検出装置
１０５  第１０の相対角度検出装置
１０６  第１１の相対角度検出装置
１０７  第１２の相対角度検出装置
１０８  第１３の相対角度検出装置
１８０  センサ演算部
１８０’  第２のセンサ演算部
１８０Ａ  第３のセンサ演算部
１８０Ａ’  第４のセンサ演算部
１８０Ｂ  第５のセンサ演算部
１８０Ｂ’  第６のセンサ演算部
１８０Ｃ  第７のセンサ演算部
１８０Ｃ’  第８のセンサ演算部
４００  第２の相対角度検出装置
５００  第３の相対角度検出装置
６００  第４の相対角度検出装置
７００  第５の相対角度検出装置
８００  第６の相対角度検出装置
【図１】
2017044683.tif 000003
【図２】
2017044683.tif 000004
【図３】
2017044683.tif 000005
【図４】
2017044683.tif 000006
【図５】
2017044683.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017044683.tif 000009
【図８】
2017044683.tif 000010
【図９】
2017044683.tif 000011
【図１０】
2017044683.tif 000012
【図１１】
2017044683.tif 000013
【図１２】
2017044683.tif 000014
【図１３】
2017044683.tif 000015
【図１４】
2017044683.tif 000016
【図１５】
2017044683.tif 000017
【図１６】
2017044683.tif 000018
【図１７】
2017044683.tif 000019
【図１８】
2017044683.tif 000020
【図１９】
2017044683.tif 000021
【図２０】
2017044683.tif 000022
【図２１】
2017044683.tif 000023
【図２２】
2017044683.tif 000024
【図２３】
2017044683.tif 000025
【図２４】
2017044683.tif 000026
【図２５】
2017044683.tif 000027
【図２６】
2017044683.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月19日(2017.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１多極リング磁石と、
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２多極リング磁石と、
前記第１多極リング磁石の回転角度θ1に応じた磁束を検出してｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、
前記第２多極リング磁石の回転角度θ2に応じた磁束を検出してｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項２】
前記第１多極リング磁石及び前記第２多極リング磁石は、外周面の部位を周方向に交互に異なる磁極に着磁してなり、
前記第１回転角度センサは、前記第１回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第１多極リング磁石の外周面に形成された磁極面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、前記第２回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第２多極リング磁石の外周面に形成された磁極面に対向して配置されている請求項１に記載の相対角度検出装置。
【請求項３】
前記第１多極リング磁石及び前記第２多極リング磁石は、軸方向の一方の端面の部位を周方向に交互に異なる磁極に着磁してなり、
前記第１回転角度センサは、前記第１回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第１多極リング磁石の前記軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、前記第２回転角度センサの有する磁束の検出部が前記第２多極リング磁石の前記軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置されている請求項１又は２に記載の相対角度検出装置。
【請求項４】
前記第１回転角度センサは、前記第１多極リング磁石の磁極のピッチに対して互いに電気角度で９０°の位相差を有する状態で配置されて前記第１ｓｉｎ信号を出力する第１ｓｉｎ磁気センサ及び前記第１ｃｏｓ信号を出力する第１ｃｏｓ磁気センサを有し、
前記第２回転角度センサは、前記第２多極リング磁石の磁極のピッチに対して互いに電気角度で９０°の位相差を有する状態で配置されて前記第２ｓｉｎ信号を出力する第２ｓｉｎ磁気センサ及び前記第２ｃｏｓ信号を出力する第２ｃｏｓ磁気センサを有する請求項１から３の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
【請求項５】
外周に複数の歯を等間隔に有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１ロータと、
周方向に異なる磁極が交互に等配され、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２ロータと、
前記第１ロータの外側に前記第１ロータと同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第１ステータと、
前記第２ロータの外側に前記第２ロータと同心に配置され且つ内周に複数の極が等配に形成され且つ各極に巻回したコイルにより電機子巻線が形成された第２ステータと、
前記コイルに励磁信号を供給する励磁信号供給部と、
前記励磁信号が供給されたときの前記第１ステータの前記コイルから出力され且つ前記第１ロータの回転角度θ1に応じたｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号と、前記励磁信号が供給されたときの前記第２ステータの前記コイルから出力され且つ前記第２ロータの回転角度θ2に応じたｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号とに基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項６】
周方向に等間隔に形成された複数のスリットを有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうちの前記第１回転軸と同期回転する第１コードホイールと、
周方向に等間隔に形成された複数のスリットを有し、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうちの前記第２回転軸と同期回転する第２コードホイールと、
光源、及び前記光源からの射出光が前記第１コードホイールの前記スリットを透過した透過光を受光して前記第１コードホイールの回転角度θ1に応じたｓｉｎθ1を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ1を表す第１ｃｏｓ信号を出力する受光部を有する第１回転角度センサと、
光源、及び前記光源からの射出光が前記第２コードホイールの前記スリットを透過した透過光を受光して前記第２コードホイールの回転角度θ2に応じたｓｉｎθ2を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ2を表す第２ｃｏｓ信号を出力する受光部を有する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項７】
周方向に沿って径方向又は軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第１導体部を有し、且つ同軸上に配置されている第１回転軸及び第２回転軸のうち前記第１回転軸と同期回転する第１ターゲットと、
周方向に沿って径方向又は軸方向の幅が正弦波状に変化する環状の第２導体部を有し、且つ前記第１回転軸及び前記第２回転軸のうち前記第２回転軸と同期回転する第２ターゲットと、
前記第１導体部と所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子を有し、前記第１ターゲットの回転角度θ１に応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθ１を表す第１ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ１を表す第１ｃｏｓ信号を出力する第１回転角度センサと、
前記第２導体部と所定間隙を空けて固定側に対向配置された複数のインダクタンス素子を有し、前記第２ターゲットの回転角度θ２に応じた渦電流損失を検出してｓｉｎθ２を表す第２ｓｉｎ信号及びｃｏｓθ２を表す第２ｃｏｓ信号を出力する第２回転角度センサと、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸と前記第２回転軸との相対角度Δθを演算する複数の相対角度演算部と、を備え、
前記複数の相対角度演算部は、
前記第１ｓｉｎ信号及び前記第１ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ1を演算すると共に前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記回転角度θ2を演算し、前記回転角度θ1と前記回転角度θ2との差分値から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第１の相対角度Δθ１を演算する１以上の第１の相対角度演算部と、
前記第１ｓｉｎ信号、前記第１ｃｏｓ信号、前記第２ｓｉｎ信号及び前記第２ｃｏｓ信号に基づいて前記第１回転軸及び前記第２回転軸の相対角度Δθに応じたｓｉｎΔθ及びｃｏｓΔθを演算し、Δθ２＝ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎΔθ／ｃｏｓΔθ）から前記第１回転軸と前記第２回転軸との第２の相対角度Δθ２を演算する１以上の第２の相対角度演算部と、を備え、
前記第１の相対角度演算部で演算された前記第１の相対角度Δθ１と前記第２の相対角度演算部で演算された前記第２の相対角度Δθ２とのうちいずれか１つを第３の相対角度Δθrefとして、前記第３の相対角度Δθrefと前記第１の相対角度Δθ１及び前記第２の相対角度Δθ２のうち残りの各相対角度との差分値に基づいて異常を判定する異常判定部を備える相対角度検出装置。
【請求項８】
前記第１導体部は、第１環状導体の外径側端部を軸方向から平面視して正弦波状に変化する形状に形成してなり、
前記第２導体部は、第２環状導体の外径側端部を軸方向から平面視して正弦波状に変化する形状に形成してなり、
前記第１回転角度センサは、該第１回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第１導体部の正弦波状部と対向するように前記第１ターゲットの軸方向の一方の端面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、該第２回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第２導体部の正弦波状部と対向するように前記第２ターゲットの軸方向の一方の端面に対向して配置されている請求項７に記載の相対角度検出装置。
【請求項９】
前記第１ターゲットは、第１円筒体を備え、前記第１導体部は、前記第１円筒体の外周面に該外周面を平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に設けられ、
前記第２ターゲットは、第２円筒体を備え、前記第２導体部は、前記第２円筒体の外周面に該外周面を平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に設けられ、
前記第１回転角度センサは、該第１回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第１導体部と対向するように前記第１ターゲットの外周面に対向して配置され、
前記第２回転角度センサは、該第２回転角度センサの有する前記複数のインダクタンス素子が前記第２導体部と対向するように前記第２ターゲットの外周面に対向して配置されている請求項７に記載の相対角度検出装置。
【請求項１０】
前記第１回転角度センサ及び前記第２回転角度センサは、前記相対角度Δθが０°のときに前記第１回転角度センサの出力及び前記第２回転角度センサの出力が同位相となるように設けられている請求項１から４の何れか一項に記載の相対角度検出装置。 
【請求項１１】
前記第１ステータ及び前記第２ステータは、前記相対角度Δθが０°のときに前記第１ステータのコイルの出力及び前記第２ステータのコイルの出力が同位相となるように設けられている請求項５に記載の相対角度検出装置。
【請求項１２】
前記第１回転角度センサ及び前記第２回転角度センサは、前記相対角度Δθが０°のときに前記第１回転角度センサの出力及び前記第２回転角度センサの出力が同位相となるように設けられている請求項６から９の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
【請求項１３】
前記ｓｉｎθ1及び前記ｃｏｓθ1を夫々ｓｉｎ（θ2＋Δθ２）及びｃｏｓ（θ2＋Δθ２）として、
前記第２の相対角度演算部は、下式（１）〜（２）に基づき前記ｓｉｎΔθを演算し、下式（３）〜（４）に基づき前記ｃｏｓΔθを演算する請求項１から１２の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
ＴＭs＝(ｓｉｎθ2＋ｃｏｓ(θ2＋Δθ２))2＋(ｃｏｓθ2−ｓｉｎ(θ2＋Δθ２))2・・・（１）
ｓｉｎΔθ＝−ＴＭs／２＋１                                          ・・・（２）
ＴＭc＝(ｓｉｎθ2＋ｓｉｎ(θ2＋Δθ２))2＋(ｃｏｓθ2＋ｃｏｓ(θ2＋Δθ２))2・・・（３）
ｃｏｓΔθ＝ＴＭc／２−１                                            ・・・（４）
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか一項に記載の相対角度検出装置によって、トーションバーで連結された入力軸及び出力軸の相対角度を検出し、その相対角度から前記入力軸及び前記出力軸に生じるトルクを演算するトルク演算部を備えるトルクセンサ。
【請求項１５】
請求項１から１３の何れか一項に記載の相対角度検出装置によって、トーションバーで連結された入力軸及び出力軸の第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２を検出し、検出した第１の相対角度Δθ１及び第２の相対角度Δθ２のうち少なくとも第１の相対角度Δθ１から前記入力軸及び前記出力軸に生じるトルクを演算するトルク演算部を備えるトルクセンサ。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電動パワーステアリング装置を備えた車両。