JP2017075836A - トルク操舵角センサ及びトルク操舵角センサの補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度の向上を図ったトルク操舵角センサ及びトルク操舵角センサの補正方法を提供する。
【解決手段】第１回転部材１１１と共に回転するリング磁石３１と、リング磁石３１の外周面に対向して配置された第２磁気検出素子６２と、第２磁気検出素子６２と軸方向に対向して配置されるスライド磁石３２と、第１回転部材１１１の回転に伴ってスライド磁石３２を軸方向に移動させるスライド機構７と、を備え、操舵角演算部２１ｂは、第２磁気検出素子６２が検出した軸方向の磁界の強度を基に、スライド磁石３２の基準位置からの移動距離を求めるスライド磁石距離演算部２１１と、スライド磁石３２の移動距離を基に径方向の磁界の強度のオフセット補正を行う操舵角補正部２１２と、を有し、操舵角補正部２１２で補正した径方向の磁界の強度を用いてステアリングホイール１０の操舵角を演算するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のステアリングホイールの操舵トルク及び操舵角を検出可能なトルク操舵角センサ及びトルク操舵角センサの補正方法に関する。

従来、車両の電動パワーステアリング装置には、操舵トルクを検出可能なトルクセンサが設けられている。このようなトルクセンサには、操舵トルクに加えて、操舵角をも検出可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。

トルク操舵角センサでは、ステアリングシャフトの入力軸と出力軸とを連結するトーションバーの捩れ角度を検出することで、操舵トルクを検出するように構成されている。例えば、入力軸に周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成された環状のリング磁石を設けると共に、出力軸にトーションバーの捩じれ応じてリング磁石との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された磁路形成部材を設け、磁路形成部材により導かれた磁束の変化を磁気検出素子で検出することで、トーションバーの捩れ角度、すなわち操舵トルクを検出することができる。磁路形成部材は、例えばパーマロイ材等の磁性体からなる。

他方、操舵角については、入力軸や出力軸の回転角度を検出することで検出可能である。例えば、入力軸のリング磁石と対向するように磁気検出素子を配置し、当該磁気検出素子で検出した磁界の強度を基に操舵角を検出することができる。本出願人は、リング磁石の回転に伴って操舵角の検出用の磁気検出素子との距離が変化するスライド磁石を設け、当該スライド磁石からの磁界の変化を磁気検出素子で検出することで、リング磁石の回転回数を検出することを提案している。

特開２０１４−６６５６１号公報

しかしながら、上述のように複数の磁気検出素子、複数の磁石、および単体あるいは複数の磁性体（例えばパーマロイ材）を用いてトルク操舵角センサを構成する場合、操舵トルクの測定機構と操舵角の測定機構のそれぞれの部品が相互に影響を及ぼし、各測定機構を単体で用いる場合と比較して誤差が大きくなってしまうという課題がある。

そこで、本発明は、検出精度の向上を図ったトルク操舵角センサ及びトルク操舵角センサの補正方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、ステアリングホイールの操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材の連結部に配置され、前記ステアリングホイールの操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサであって、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、前記第２回転部材と共に回転するように設けられ、前記トーションバーの捩じれ応じて前記リング磁石との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って、前記磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材と、前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な第１磁気検出素子と、前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を基に前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算する操舵トルク演算部と、前記第１回転部材の回転によって回転しない非回転部材に前記リング磁石の外周面に対向して配置され、前記リング磁石の径方向、前記回転軸線と平行な軸方向、および前記径方向と前記軸方向に垂直な接線方向の３方向における磁界の強度を検出可能な第２磁気検出素子と、前記第２磁気検出素子と前記軸方向に対向して配置されるスライド磁石と、前記第１回転部材の回転に伴って前記スライド磁石を前記軸方向に移動させるスライド機構と、前記第２磁気検出素子が検出した３方向の磁界の強度を基に、前記ステアリングホイールの操舵角を演算する操舵角演算部と、を備え、前記操舵角演算部は、前記第２磁気検出素子が検出した前記軸方向の磁界の強度を基に、前記スライド磁石の基準位置からの移動距離を求めるスライド磁石距離演算部と、前記スライド磁石距離演算部で求めた前記スライド磁石の移動距離を基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行う操舵角補正部と、を有し、前記操舵角補正部で補正した前記径方向の磁界の強度を用いて前記ステアリングホイールの操舵角を演算するように構成される、トルク操舵角センサを提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、ステアリングホイールの操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材の連結部に配置され、前記ステアリングホイールの操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサの補正方法であって、前記トルク操舵角センサは、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、前記第２回転部材と共に回転するように設けられ、前記トーションバーの捩じれ応じて前記リング磁石との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って、前記磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材と、前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な第１磁気検出素子と、前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を基に前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算する操舵トルク演算部と、前記第１回転部材の回転によって回転しない非回転部材に前記リング磁石の外周面に対向して配置され、前記リング磁石の径方向、前記回転軸線と平行な軸方向、および前記径方向と前記軸方向に垂直な接線方向の３方向における磁界の強度を検出可能な第２磁気検出素子と、前記第２磁気検出素子と前記軸方向に対向して配置されるスライド磁石と、前記第１回転部材の回転に伴って前記スライド磁石を前記軸方向に移動させるスライド機構と、前記第２磁気検出素子が検出した３方向の磁界の強度を基に、前記ステアリングホイールの操舵角を演算する操舵角演算部と、を備え、前記第２磁気検出素子が検出した前記軸方向の磁界の強度を基に、前記スライド磁石の基準位置からの移動距離を求め、求めた前記スライド磁石の移動距離を基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行い、補正した前記径方向の磁界の強度を用いて前記ステアリングホイールの操舵角を演算する、トルク操舵角センサの補正方法を提供する。

本発明によれば、検出精度の向上を図ったトルク操舵角センサ及びトルク操舵角センサの補正方法を提供できる。

本発明の一実施の形態に係るトルク操舵角センサが適用された電動パワーステアリング装置を示す模式図である。 トルク操舵角センサを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。 （ａ）は、トルク検出部の構成を示す斜視図、（ｂ）はその第１磁気ヨークを示す斜視図、（ｃ）はその第２磁気ヨークを示す斜視図である。 （ａ）は、第２磁気検出素子で検出される径方向の磁界の強度Ｂｘと、接線方向の磁界の強度Ｂｚの一例を示すグラフ図であり、（ｂ）は、実回転角度に対する測定回転角度と角度誤差の関係を示すグラフ図である。 径方向の磁界の強度に生じるオフセットと、スライド磁石の位置およびリラクタ角度との関係を示すグラフ図である。 （ａ），（ｂ）は、径方向および接線方向の磁界の強度の振幅比率と、スライド磁石の位置およびリラクタ角度との関係を示すグラフ図である。 （ａ）は、補正後の径方向の磁界の強度と、接線方向の磁界の強度を示すグラフ図であり、（ｂ）は、実回転角度と、補正後の径方向の磁界の強度を用いて求めた測定回転角度との関係を示すグラフ図である。 （ａ）は、リング角度を変化させたときに第１磁気検出素子で検出される磁界の強度をリラクタ角度毎に示したグラフ図であり、（ｂ）は、リング角度を変化させたときの補正後の磁界の強度をリラクタ角度毎に示したグラフ図である。 トルク操舵角センサの制御フローを示すフロー図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

（電動ステアリング装置の構成）
図１は、本実施の形態に係るトルク操舵角センサが適用された電動パワーステアリング装置１を示す模式図である。

電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール１０に連結されたステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に自在継手１２を介して連結されたインタミディエイトシャフト１３と、インタミディエイトシャフト１３に自在継手１４を介して連結されたピニオンシャフト１５と、ピニオンシャフト１５のピニオン歯１５０と噛み合うラック歯１６０が形成されたラック軸１６と、ステアリングホイール１０の操舵操作に際してステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクに応じて操舵補助力を発生させる操舵補助機構１７と、ステアリングホイール１０の操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサ２と、を有している。

ラック軸１６は、図略のラックハウジングに支持され、ステアリングホイール１０の操舵操作に応じて車幅方向に移動する。転舵輪である左右前輪１９Ｌ，１９Ｒとラック軸１６とは、左右のタイロッド１８Ｌ，１８Ｒによって連結されている。ラック軸１６及びピニオンシャフト１５は、ラックアンドピニオン式の操舵機構を構成する。

本実施の形態では、操舵補助機構１７がラック軸１６に操舵補助力を付与するラックアシスト式の操舵補助機構であり、電動モータ１７０の回転力が例えばボールねじ機構によって直線方向の移動力に変換され、操舵補助力としてラック軸１６に付与される。ただし、操舵補助機構１７としては、ステアリングシャフト１１を支持するステアリングコラムに設けられ、電動モータ１７０の回転力を例えばウォームギヤ機構によって減速し、操舵補助力としてステアリングシャフト１１に付与するコラムアシスト式のものであってもよい。

操舵補助機構１７は、制御装置２０からモータ電流の供給を受け、このモータ電流に応じた操舵補助力を発生させる。制御装置２０は、後述する操舵トルク演算部２１ａと操舵角演算部２１ｂとからなりトルク操舵角センサ２の出力信号に基づいて操舵トルク及び操舵角を演算するトルク・操舵角演算部２１と、トルク・操舵角演算部２１の演算結果に基づいて付与すべき操舵補助力を演算する操舵補助力演算部２２と、操舵補助力演算部２２で演算された操舵補助力に応じたモータ電流を出力し、操舵補助機構１７の電動モータ１７０を駆動するモータ駆動回路２３とを有している。

操舵補助力演算部２２は、操舵トルクが大きいほど、また操舵角の時間的な変化に基づいて演算される操舵速度が高いほど、操舵補助機構１７によって操舵機構に付与される操舵補助力が大きくなるように演算を行う。また、トルク・操舵角演算部２１で演算された操舵角は、例えば車両の横滑り防止装置（ＥＳＣ : Electronic Stability Control）等における制御にも用いられる。

ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０側の第１回転部材１１１と、インタミディエイトシャフト１３側の第２回転部材１１２とを有し、第１回転部材１１１と第２回転部材１１２とが、図示しないトーションバーによって連結されている。トルク操舵角センサ２は、第１回転部材１１１と第２回転部材１１２との連結部に配置されている。なお、本実施の形態では、トルク操舵角センサ２がステアリングシャフト１１に配置されているが、これに限らず、例えばピニオンシャフト１５にトルク操舵角センサ２を配置してもよい。

（トルク操舵角センサの構成）
次に、トルク操舵角センサ２の構成について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、ステアリングシャフト１１の軸方向におけるステアリングホイール１０側を「上」とし、その反対側（インタミディエイトシャフト１３側）を「下」として説明するが、この「上」又は「下」は、電動パワーステアリング装置１の使用状態における鉛直方向の上下を限定するものではない。

図２は、トルク操舵角センサ２を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。

ステアリングシャフト１１の第１回転部材１１１及び第２回転部材１１２は、回転軸線Ｏを共有し、ステアリングホイール１０と共に回転する。第１回転部材１１１と第２回転部材１１２とは、ステアリングホイール１０の操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバー（不図示）によって連結されている。トーションバーは、その軸方向における一方の端部が第１回転部材１１１に相対回転不能に連結され、他方の端部が第２回転部材１１２に相対回転不能に連結されている。トルク操舵角センサ２は、第１回転部材１１１と第２回転部材１１２の連結部に配置されている。

トルク操舵角センサ２は、操舵トルクを検出するためのトルク検出部２ａ、及び操舵角を検出するための操舵角検出部２ｂを有し、ステアリングシャフト１１をチルト調整可能に保持するコラムハウジング（不図示）に収容されている。コラムハウジングは、第１回転部材１１１の回転によって回転しない本発明の「非回転部材」の一態様である。

（トルク検出部２ａの構成）
図３（ａ）は、トルク検出部２ａの構成を示す斜視図、図３（ｂ）はその第１磁気ヨークを示す斜視図、図３（ｃ）は、その第２磁気ヨークを示す斜視図である。

図２，３に示すように、トルク検出部２ａは、第１回転部材１１１と共に回転する環状のリング磁石３１と、リング磁石３１による磁束の磁路を形成する複数の磁路形成部材（リラクタ）としての第１磁気ヨーク（第１リラクタ）４１及び第２磁気ヨーク（第２リラクタ）４２と、第１磁気ヨーク４１及び第２磁気ヨーク４２の磁束を集める１対の集磁リング５１，５２と、一対の集磁リング５１，５２の間の磁界の強度を検出可能な第１磁気検出素子６１と、第１磁気検出素子６１が検出した磁界の強度を基にステアリングホイール１０の操舵トルクを演算する操舵トルク演算部２１ａと、を有している。

リング磁石３１には、回転軸線Ｏを中心とした周方向に沿って磁性の異なる複数の磁極が形成されている。本実施の形態では、４つのＮ極３１１及び４つのＳ極３１２からなる８つの磁極がリング磁石３１に形成されている。

集磁リング５１，５２は、リング磁石３１から軸方向（回転軸線方向）にずれた位置（ここでは下方）に配置されている。集磁リング５１，５２は、第１集磁リング５１と、第１集磁リング５１よりも上方に配置された第２集磁リング５２と、を有し、両集磁リング５１，５２よりもさらに上方に、リング磁石３１が配置されている。両集磁リング５１，５２は、両回転部材１１１，１１２の回転に伴って回転しないように、両回転部材１１１，１１２と離間して設けられており、コラムハウジング等の非回転部材に固定されている。

集磁リング５１，５２は、軸方向の幅が径方向の厚みよりも大きい円筒状に形成され、リング磁石３１と同軸上に配置された環状部５１１，５２１を有している。第１集磁リング５１では、環状部５１１の上端部から上方に延在するように連結部５１２が一体に設けられ、連結部５１２から径方向外方に突出するように対向部５１３が一体に設けられている。第２集磁リング５２では、環状部５２１の下端部から下方に延在するように連結部５２２が一体に設けられ、連結部５２２から径方向外方に突出するように対向部５２３が一体に設けられている。両対向部５１３，５２３は、所定の間隔で軸方向に対向するように設けられており、両対向部５１３，５２３間に第１磁気検出素子６１が配置されている。

第１磁気検出素子６１は、例えばホール効果を利用して磁界の強度を検出するホールＩＣである。第１磁気検出素子６１の出力信号は、制御装置２０に出力され、トルク・操舵角演算部２１の操舵トルク演算部２１ａに出力される。

磁路形成部材としての第１磁気ヨーク４１及び第２磁気ヨーク４２は、樹脂等からなる保持部材（不図示）により保持され第２回転部材１１２に固定されており、第２回転部材１１２と共に回転するように設けられている。

第１磁気ヨーク４１は、リング磁石３１と第１集磁リング５１とを磁気的に結合させるように構成され、第２磁気ヨーク４２は、リング磁石３１と第２集磁リング５２とを磁気的に結合させるように構成されている。

第１磁気ヨーク４１は、リング磁石３１の軸方向端面に平行に対向する対向片４１１と、第１集磁リング５１の環状部５１１との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４１３と、対向片４１１と受け渡し部４１３との間で磁束を伝達する伝達部４１２とを有している。伝達部４１２は、回転軸線Ｏと平行な軸方向伝達部４１２ａと、軸方向伝達部４１２ａの下端部から第１集磁リング５１の環状部５１１に向かって径方向に延びる径方向伝達部４１２ｂとからなる。受け渡し部４１３は、第１集磁リング５１の環状部５１１の内周面５１１ａと径方向に対向する板状に形成されている。

第２磁気ヨーク４２は、リング磁石３１の軸方向端面に平行に対向する対向片４２１と、第２集磁リング５２の環状部５２１との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４２３と、対向片４２１と受け渡し部４２３との間で磁束を伝達する伝達部４２２とを有している。伝達部４２２と受け渡し部４２３とは、一枚の平板からなり、このうち第２集磁リング５２の環状部５２１の内周面５２１ａと対向する部分が受け渡し部４２３であり、受け渡し部４２３よりもリング磁石３１側の部分が伝達部４２２である。つまり、受け渡し部４２３は、第２集磁リング５２の環状部５２１の内周面５２１ａと径方向に対向する板状に形成されている。

両磁気ヨーク４１，４２は、ステアリングシャフト１１に操舵トルクが付与されていないときに、対向片４１１，４２１の中央部が、リング磁石３１のＮ極３１１とＳ極３１２との境界部に向かい合うように設けられている。この状態では、第１磁気検出素子６１で検出される磁界の強度は実質的にゼロとなる。

ここで、ステアリングシャフト１１に操舵トルクが付与されてトーションバーが捩じれると、この捩じれによって、リング磁石３１と第１及び第２磁気ヨーク４１，４２とが相対回転し、リング磁石３１の磁極（Ｎ極３１１及びＳ極３１２）に対する第１及び第２磁気ヨーク４１，４２の対向片４１１，４２１の対向位置がリング磁石３１の周方向にずれる。

例えばリング磁石３１が第１及び第２磁気ヨーク４１，４２に対して図３（ａ）の矢印Ａ方向に所定角度（例えば５°）回転すると、第１磁気ヨーク４１の対向片４１１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｎ極３１１が占める割合がＳ極３１２よりも高くなる。また、第２磁気ヨーク４２の対向片４２１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｓ極３１２が占める割合がＮ極３１１よりも高くなる。これにより、Ｎ極３１１から放出される磁束の一部が第１磁気ヨーク４１及び第１集磁リング５１を経て第１磁気検出素子６１を通過し、第２集磁リング５２及び第２磁気ヨーク４２を経てＳ極３１２に戻る。

一方、リング磁石３１が第１及び第２磁気ヨーク４１，４２に対して矢印Ａ方向とは逆方向に回転した場合には、第１磁気ヨーク４１の対向片４１１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｓ極３１２が占める割合がＮ極３１１よりも高くなり、第２磁気ヨーク４２の対向片４２１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｎ極３１１が占める割合がＳ極３１２よりも高くなる。これにより、第１磁気検出素子６１を上記とは逆方向に磁束が通過する。

第１磁気検出素子６１で検出される磁界の強度（絶対値）は、トーションバーの捩じれ量、すなわちリング磁石３１と磁気ヨーク４１，４２の相対的な角度（以下、リラクタ角度という）が大きくなるほど強くなる。このように、トーションバーの捩じれに応じてリラクタ角度が変化し、当該リラクタ角度の変化に伴って、磁気ヨーク４１，４２の磁極３１１，３１２との位置関係が変化し、集磁リング５１，５２に伝達する磁束が変化する。その結果、第１磁気検出素子６１で検出される磁界の強度が変化し、その磁界の方向がトーションバーの捩じれ方向に応じて切り替わることになる。

操舵トルク演算部２１ａは、第１磁気検出素子６１が検出した磁界の強度を基に、リング磁石３１と磁路形成部材（磁気ヨーク４１，４２）との相対的な角度であるリアクタ角度を求め、求めたリアクタ角度を基に、ステアリングホイール１０の操舵トルクを演算するように構成される。本実施の形態では、操舵トルク演算部２１ａは、第１磁気検出素子６１が検出した磁界の強度を補正し、補正後の磁界の強度を用いてステアリングホイール１０の操舵トルクを演算するように構成されている。この点については後述する。

（操舵角検出部２ｂの構成）
図２に示すように、操舵角検出部２ｂは、リング磁石３１と、リング磁石３１からの磁界を受ける位置に、基板８２に固定して配置された第２磁気検出素子６２と、第２の磁気検出素子６２にリング磁石３１とは異なる方向の磁界を生じさせるスライド磁石３２と、第１回転部材１１１の回転に伴ってスライド磁石３２を第２の磁気検出素子６２に対して接近及び離間する方向に移動させるスライド機構７と、第２磁気検出素子６２が検出した磁界の強度を基に、ステアリングホイール１０の操舵角を演算する操舵角演算部２１ｂと、を備えている。なお、リング磁石３１は、トルク検出部２ａの構成要素であると共に、操舵角検出部２ｂの構成要素でもある。

第２磁気検出素子６２は、第１回転部材１１１の回転によって回転しない非回転部材にリング磁石３１の外周面に対向して配置されている。第２磁気検出素子６２としては、リング磁石３１の径方向（Ｘ方向）、回転軸線Ｏと平行な軸方向（Ｙ方向）、および径方向と軸方向に垂直な接線方向（Ｚ方向）の３方向における磁界の強度を検出可能な３軸の磁気検出素子が用いられる。第２磁気検出素子６２とリング磁石３１との距離（径方向に沿った距離）は、例えば１５ｍｍである。

第２磁気検出素子６２は、Ｘ方向及びＺ方向の磁界を検出可能であることにより、リング磁石３１から受ける磁界を検出可能である。また、第２磁気検出素子６２は、回転軸線Ｏと平行なＹ方向の磁界を検出可能であることにより、スライド磁石３２から受ける磁界の強度を検出可能である。

第２磁気検出素子６２は、例えばホール効果を利用して磁界の強度を検出するホールＩＣである。第２磁気検出素子６２の出力信号は、制御装置２０に出力され、トルク・操舵角演算部２１の操舵角演算部２１ｂに出力される。

スライド磁石３２は、第２磁気検出素子６２と軸方向（Ｙ方向）に対向して配置されている。スライド磁石３２は、その磁化方向が回転軸線Ｏと平行であり、軸方向（Ｙ方向）に沿って極性の異なる磁極（Ｎ極３２１およびＳ極３２２）が形成されている。これにより、スライド磁石３２は、第２磁気検出素子６２に対し、Ｘ方向及びＺ方向に発生する磁界を抑制するように構成されている。本実施の形態では、スライド磁石３２は、Ｎ極３２１が第２磁気検出素子６２に対向するように配置されている。

また、スライド磁石３２と第２磁気検出素子６２は、第１磁気検出素子６１との間に回転軸線Ｏを挟むように配置されている。これにより、スライド磁石３２の磁界が第１磁気検出素子６１による磁界強度の検出結果に影響を与えてしまうことが抑制されている。

スライド機構７は、第１回転部材１１１の回転に伴ってスライド磁石３２を軸方向（Ｙ方向）に沿って移動させるものである。スライド機構７は、スライド磁石３２を支持する支持部材としてのスライダ７１と、第１回転部材１１１と共に回転し、外周面にスライダ７１と噛み合う噛み合い部７００が螺旋状に形成された環状部材としてのスライド駆動部材７０と、を有している。図示していないが、スライド機構７は、コラムハウジング等の非回転部材に固定され、スライダ７１を回転軸線Ｏと平行に案内するガイド部材を有してもよい。スライド駆動部材７０およびスライダ７１は、例えばアルミニウムやオーステナイト系ステンレス等の非磁性金属もしくは硬質樹脂等の非磁性体からなる。

スライド駆動部材７０は、その内部に第１回転部材１１１が挿入される円筒状に形成され、第１回転部材１１１に固定されている。スライド駆動部材７０の下端部には、リング磁石３１が例えば接着によって固定されている。スライド駆動部材７０は、その下端部の外径が噛み合い部７００の外径よりも小さく形成され、この下端部における外周面にリング磁石３１が嵌着されている。

噛み合い部７００は、スライド駆動部材７０その外周面に一条の螺旋状の溝を設けることで形成されている。噛み合い部７００は、ステアリングホイール１０が左右の最大舵角まで操舵された場合にも、スライダ７１との噛み合いによりスライド磁石３２を第２の磁気検出素子６２に対して接近及び離間させる方向に移動させることが可能な範囲に形成されている。

スライダ７１は、スライド駆動部材７０の噛み合い部７００と噛み合うスライダ側噛み合い部（不図示）が内周面に形成された円環状のリング部７１１と、リング部７１１の周方向の一部から径方向外方に突出するように設けられ、スライド磁石３２を支持する支持部７１２と、を有している。スライド駆動部材７０が第１回転部材１１１と共に回転すると、噛み合い部７００とスライダ側噛み合い部の噛み合いにより、スライダ７１が上下に移動する。

操舵角検出部２ｂでは、スライダ７１に支持されたスライド磁石３２がスライダ７１と共に下方に移動すると、スライド磁石３２と第２磁気検出素子６２との距離が短くなり、第２磁気検出素子６２で検出されるＹ方向の磁界の強度が強くなる。一方、スライド磁石３２がスライダ７１と共に上方に移動すると、スライド磁石３２と第２磁気検出素子６２との距離が長くなり、第２磁気検出素子６２で検出されるＹ方向の磁界の強度が弱くなる。

他方、第２磁気検出素子６２は、リング磁石３１の外周面に対向して配置されているため、リング磁石３１が回転すると、リング磁石３１のＮ極３１１及びＳ極３１２が交互に第２の磁気検出素子６２に向かい合う。これにより、Ｘ方向とＺ方向の磁界の強度が周期的に変化する。ここでは、リング磁石３１においてＮ極３１１とＳ極３１２が４対設けられているため、Ｘ方向とＺ方向の磁界の強度の変化周期は９０°（±４５°）となる。

そこで、操舵角演算部２１ｂは、第２磁気検出素子６２が検出した３方向の磁界の強度を基に、Ｘ方向とＺ方向の磁界の強度から、任意の周期内でのリング磁石３１の相対的な回転角度（以下、リング角度と呼称する）を求め、かつ、Ｙ方向の磁界の強度から、基準位置から何周期目の周期的変化であるか（以下、回転周期と呼称する）を求め、求めたリング角度と回転周期とから、基準位置からの操舵角を絶対角度として求めるように構成されている。本実施の形態では、Ｘ方向の磁界の強度を補正し、補正後のＸ方向の磁界の強度を基に操舵角を演算するように構成されている。この点について次に述べる。

（操舵角の補正の説明）
上述のように、操舵角演算部２１ｂは、Ｘ方向とＺ方向の磁界の強度からリング角度（任意の周期内でのリング磁石３１の相対的な回転角度）を求め、Ｙ方向の磁界の強度から回転周期（基準位置から何周期目の周期的変化であるか）を求めている。

具体的には、ここではリング磁石３１としてＮ極３１１とＳ極３１２を４対有するものを用いており、Ｘ方向とＺ方向の磁界の強度Ｂｘ，Ｂｚの変化周期が９０°となることから、下式（１）
θｒｉｎ＝｛ａｒｃｔａｎ（−Ｂｘ／Ｂｚ）｝／４ ・・・（１）
により、リング角度θｒｉｎを求めることができる。ここでは、リング角度θｒｉｎは、−４５°〜４５°の範囲となる。

また、予めＹ方向の磁界の強度Ｂｙに対する閾値群を設定しておき、どの閾値範囲内にＢｙが存在するかにより、回転周期ｎを求めることができる。回転周期ｎは、例えば、０を除く−１２から１２までの整数である。

さらに、求めたリング角度θｒｉｎと回転周期ｎより、下式（２）
θｎ＝θｒｉｎ＋９０×（ｎ−１）＋４５ ・・・（２）
により、現在の操舵角θｎを求めることができる。

ところで、Ｘ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘと、Ｚ方向（接線方向）の磁界の強度Ｂｚは、理想的には振幅が等しく、オフセット（振幅中心と磁束密度０点との値のずれ）も０になる。この場合、横軸を実回転角度、縦軸を測定回転角度としたグラフを作成すると、グラフは直線を示す。

しかしながら、図４（ａ）に示すように、第２磁気検出素子６２で検出されるＸ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘと、Ｚ方向（接線方向）の磁界の強度Ｂｚを実際に測定すると、Ｂｘの振幅ＡｘとＢｚの振幅Ａｚとに差が生じ、ＢｘにオフセットΔＢｘが発生してしまう。なお、図４（ａ）における横軸の回転角度は、リング角度θｒｉｎを表している。

ＢｘとＢｚに振幅差が生じ、ＢｘにオフセットΔＢｘが発生することにより、図４（ｂ）に示すように、実回転角度（横軸の回転角度、実際のリング角度）に対する測定回転角度（縦軸の測定角度、上の式（１）により演算したリング角度）のグラフは、直線に対して歪み、直線性誤差が生じてしまう。なお、図４（ｂ）に示す角度誤差は、実回転角度と測定回転角度との誤差を表している。

そこで、本発明者らがこれら振幅差やオフセットの発生原因について検討を重ねたところ、振幅差やオフセットの値は、操舵角測定とは関係のない干渉要因、具体的にはスライド磁石３２や磁気ヨーク４１，４２（パーマロイ材等の磁性体）の影響を受けて増減することを見出した。

まず、Ｘ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘに生じるオフセットΔＢｘについて検討する。オフセットΔＢｘと、スライド磁石３２の位置およびリラクタ角度との関係を図５に示す。

図５に示すように、Ｘ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘに生じるオフセットΔＢｘは、スライド磁石３２の位置、すなわちスライド磁石３２と第２磁気検出素子６２との距離Ｌに応じて直線的に変化することが分かる。なお、距離Ｌは、図２（ａ）に示されるように、スライド磁石３２の下方の端面から、第２磁気検出素子６２の軸方向（Ｙ方向）における中心までの距離である。

つまり、スライド磁石３２の発する磁界はＸ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘのオフセット量を変化させ、その変化量は、スライド磁石３２の移動距離に対してほぼ比例する。よって、予めスライド磁石３２の位置とオフセットΔＢｘの関係を測定して数式化しておき、スライド磁石３２の移動距離に応じてオフセット補正値を変化させることで、スライド磁石３２がいずれの位置にあってもＢｘのオフセット量を最小限に抑え、オフセットによる測定角度の直線性誤差を低減することが可能になる。

また、図５から、Ｘ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘに生じるオフセットΔＢｘは、リング磁石３１と磁気ヨーク４１，４２の相対的な角度であるリラクタ角度によっても変化することが分かる。

よって、Ｘ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘに生じるオフセットΔＢｘは、スライド磁石３２の基準位置からの移動距離をΔＬ、リラクタ角度をθｒｅｌとすると、下式（３）
ΔＢｘ＝ａ・ΔＬ＋ｆ（θｒｅｌ） ・・・（３）
で表すことができる。式（３）におけるａは、スライド磁石３２によるオフセットΔＢｘへの影響を表す係数であり、一定の値となる。また、ｆ（θｒｅｌ）は、リラクタ角度θｒｅｌによるオフセットΔＢｘへの影響を表す関数であり、予め実験等により設定される。

式（３）により求めたオフセットΔＢｘの値を、第２磁気検出素子６２で検出したＸ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘから減じることで、オフセットを相殺して略０にすることが可能になる。

すなわち、本実施の形態では、操舵角演算部２１ｂは、第２磁気検出素子６２が検出した軸方向（Ｙ方向）の磁界の強度Ｂｙを基に、スライド磁石３２の基準位置からの移動距離ΔＬを求めるスライド磁石距離演算部２１１と、スライド磁石距離演算部２１１で求めたスライド磁石３２の移動距離ΔＬとリラクタ角度θｒｅｌ（リング磁石３１と磁路形成部材（磁気ヨーク４１，４２）との相対的な角度）とを基に、径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘのオフセット補正を行う操舵角補正部２１２と、を有し、操舵角補正部２１２で補正した径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘを用いてステアリングホイール１０の操舵角θｎを演算するように構成されている。

操舵角補正部２１２は、上の式（３）によりオフセットΔＢｘを求め、求めたオフセットΔＢｘを第２磁気検出素子６２で検出したＸ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘから減じることで、オフセット補正を行うように構成される。

次に、ＢｘとＢｚの振幅差について検討する。ＢｘとＢｚの振幅比率（Ａｚ／Ａｘ）と、スライド磁石３２の位置およびリラクタ角度θｒｅｌとの関係を図６（ａ），（ｂ）に示す。なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）の縦軸を拡大したものである。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、ＢｘとＢｚの振幅比率（Ａｚ／Ａｘ）は、スライド磁石３２の位置やリラクタ角度θｒｅｌによらず略一定の値（ここでは約０．７５８）となる。図６（ｂ）に示すように、ＢｘとＢｚの振幅比率（Ａｚ／Ａｘ）は、厳密にはスライド磁石３２の位置やリラクタ角度θｒｅｌによって変化しているが、この変化率は０．０６％程度で微小である。

なお、ＢｘとＢｚの振幅差は、主にリング磁石３１と第２磁気検出素子６２との距離によって変化すると考えらえる。トルク操舵角センサ２においては、リング磁石３１と第２磁気検出素子６２との距離は固定され一定であるから、振幅比率（Ａｚ／Ａｘ）を補正係数として測定値から予め求めておき、測定したＢｘの値に補正係数を乗算することで、ＢｘとＢｚの振幅比率を１にすることができる。

そこで、本実施の形態では、第２磁気検出素子６２が検出した径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘに、予め設定した補正係数（ここでは０．７５８）を掛け合わせることにより振幅補正を行うように、操舵角補正部２１２を構成した。

このように、本実施の形態では、操舵角補正部２１２において、径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘのオフセット補正と振幅補正を行っている。補正後の径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘｄは、振幅補正の補正係数をＡとすると、下式（４）
Ｂｘｄ＝Ａ・Ｂｘ−ΔＢｘ ・・・（４）
で表すことができる。操舵角演算部２１ｂは、この補正後の径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘｄを用い、下式（５）
θｒｉｎ＝｛ａｒｃｔａｎ（−Ｂｘｄ／Ｂｚ）｝／４ ・・・（５）
によりリング角度θｒｉｎを求め、上述の式（２）により現在の操舵角θｎを求めるように構成される。

補正後のＸ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘｄと、Ｚ方向（接線方向）の磁界の強度Ｂｚをまとめて図７（ａ）に示す。また、実回転角度（横軸の回転角度、実際のリング角度）と、補正後のＸ方向（径方向）の磁界の強度Ｂｘｄを用いて求めた測定回転角度（縦軸の測定角度、上の式（５）により演算したリング角度）との関係を図７（ｂ）に示す。

図７（ｂ）に示すように、補正後では実回転角度と測定回転速度との関係が略直線状となっており、直線性誤差が抑制され、リング角度θｒｉｎを精度よく求めること、すなわち操舵角θｎを精度よく求めることが可能となることが分かる。

なお、詳細は後述するが、上述の式（３）で用いたリラクタ角度θｒｅｌは、トルク検出部２ａの第１磁気検出素子６１で検出した磁界の強度を基に、操舵トルク演算部２１ａで演算されるものであるが、第１磁気検出素子６１で検出される磁界の強度も、周囲の部材（具体的にはリング磁石３１の回転角度（リング角度θｒｉｎ））の影響を受けてしまうことが分かっている。よって、上述の式（３）は、第１磁気検出素子６１が十分に遮蔽される等して周囲の部材の影響が十分に抑制され、第１磁気検出素子６１で検出される磁界の強度を補正する必要がない場合にのみ適用できる。

本実施の形態のように第１磁気検出素子６１の遮蔽等を行っておらず、第１磁気検出素子６１で検出される磁界の強度を補正する必要がある場合には、下式（６）
ΔＢｘ＝ａ・ΔＬ ・・・（６）
により、オフセットΔＢｘを求めるように操舵角補正部２１２を構成すればよい。

なお、リラクタ角度θｒｅｌによる補正を行わずに上述の式（６）によりオフセットΔＢｘを求めるように操舵角補正部２１２を構成した場合であっても、オフセットΔＢｘの誤差を十分に小さくすることが可能である。具体的には、リング角度θｒｉｎの目標誤差は±１．５°程度とされるのが通常であるが、リラクタ角度θｒｅｌによる補正を行わない場合であっても（つまり上述の式（６）によりオフセットΔＢｘを求めた場合であっても）、影響誤差を０．０８６°程度と小さくすることが可能である。

（操舵トルクの補正の説明）
操舵トルク演算部２１ａは、第１磁気検出素子６１が検出した磁界の強度（磁界の強度の変化量）を基に、リング磁石３１と磁路形成部材（磁気ヨーク４１，４２）との相対的な角度であるリラクタ角度θｒｅｌを求める。リラクタ角度θｒｅｌは、トーションバーの捩れ角度と等しいので、既知のトルク値とトーションバーの捩れ角度との関係から、操舵トルクを求めることができる。

ここで、リング磁石３１から出た磁束は、磁気ヨーク４１，４２や集磁リング５１，５２を通るだけでなく、空気中を通って第１磁気検出素子６１に到達してしまう。この空気中を通って第１磁気検出素子６１に到達する磁束の影響により、リラクタ角度θｒｅｌに誤差が発生し、操舵トルクが正確に測れなくなってしまう。

リング磁石３１から空気中を通って第１磁気検出素子６１に到達する磁束の磁束密度は、リング磁石３１と第１磁気検出素子６１との相対角度によって変化するため、操舵トルクの測定誤差はリング磁石３１の角度、すなわちリング角度θｒｉｎによって変化する。

リング角度θｒｉｎを変化させたときに第１磁気検出素子６１で検出される磁界の強度（磁束密度）をリラクタ角度θｒｅｌ毎に図８（ａ）に示す。

図８（ａ）に示すように、第１磁気検出素子６１で検出される磁束密度Ｂは、リラクタ角度θｒｅｌだけでなく、リング角度θｒｉｎの影響も受けていることが分かる。本発明者らが検討したところ、リラクタ角度θｒｅｌを一定とすると、磁束密度Ｂは、リング角度θｒｉｎに対して一定周期ｃｏｓ（４・θｒｉｎ）で変化しており、下式（７）
Ｂ＝ｆ（θｒｅｌ）−ｂ・ｃｏｓ（４・θｒｉｎ） ・・・（７）
で表されることが分かった。なお、式（７）におけるｆ（θｒｅｌ）はリラクタ角度θｒｅｌを変数とする関数であり、実験等により予め設定される。また、式（７）におけるｂは係数であり、ここでは約０．６５であった。

式（７）より、リング角度θｒｉｎによる影響を除くためには、下式（８）
ｆ２（θｒｉｎ）＝−ｂ・ｃｏｓ（４・θｒｉｎ） ・・・（８）
で表される補正値ｆ２（θｒｉｎ）を求め、この補正値ｆ２（θｒｉｎ）を、第１磁気検出素子６１で検出される磁束密度Ｂから減じればよいことが分かる。

すなわち、本実施の形態では、操舵トルク演算部２１ａは、リング磁石の回転角度であるリング角度θｒｉｎを基に、第１磁気検出素子６２が検出した磁界の強度Ｂを補正する操舵トルク補正部２１３を備え、操舵トルク補正部２１３で補正した磁界の強度Ｂｄを用いてステアリングホイール１０の操舵トルクを演算するように構成されている。

操舵トルク補正部２１３は、上述の式（８）により補正値ｆ２（θｒｉｎ）を求め、この補正値ｆ２（θｒｉｎ）を、第１磁気検出素子６１で検出される磁束密度Ｂから減じることで、補正を行うように構成される。補正値ｆ２（θｒｉｎ）を求める際には、操舵角検出部２ｂの操舵角演算部２１ｂで求めたリング角度θｒｉｎを用いることになるが、このリング角度θｒｉｎとしては、補正後の径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘｄを用いて上述の式（５）により求めたものを用いるとよい。

リング角度θｒｉｎを変化させたときの補正後の磁界の強度Ｂｄをリラクタ角度θｒｅｌ毎に図８（ｂ）に示す。

図８（ｂ）に示すように、補正後の磁界の強度Ｂｄは、リング角度θｒｉｎによらず略一定の値となる。リラクタ角度θｒｅｌを一定としたときの補正前の磁界の強度Ｂの誤差は最大１．３０ｍＴであり、リラクタ角度θｒｅｌに換算すると最大で０．５６°の誤差があったが、補正後の磁界の強度Ｂｄを用いることにより、リラクタ角度θｒｅｌを一定としたときの誤差を最大０．１８ｍＴ、リラクタ角度θｒｅｌに換算すると最大で０．０５７°の誤差まで大幅に誤差を抑制することが可能になる。リラクタ角度θｒｅｌの目標誤差は、０．０８°程度とされるのが通常であるが、補正を行うことで目標誤差を十分に達成できていることが分かる。

（トルク操舵角センサ２の制御フローの説明）
次に、トルク操舵角センサ２の制御フローについて、図９を用いて説明する。

図９に示すように、トルク操舵角センサ２では、操舵角演算処理と操舵トルク演算処理とを平行して行うように構成されている。なお、これに限らず、操舵角演算処理と操舵トルク演算処理とを順次行うように構成してもよい。

操舵角演算処理では、まず、ステップＳ１１にて、第２磁気検出素子６２により径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘ、軸方向（Ｙ方向）の磁界の強度Ｂｙ、接線方向（Ｚ方向）の磁界の強度Ｂｚを測定する。

その後、ステップＳ１２にて、スライド磁石距離演算部２１１が、軸方向（Ｙ方向）の磁界の強度Ｂｙを基に、スライド磁石３２の基準位置からの移動距離ΔＬを演算する。

その後、ステップＳ１３にて、操舵角補正部２１２が、上述の式（６）によりオフセットΔＢｘを演算し、ステップＳ１４にて、上述の式（４）により径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘを補正する。

その後、ステップＳ１５にて、操舵角演算部２１ｂが、上述の式（５）によりリング角度θｒｉｎを求め、ステップＳ１６にて、測定した軸方向（Ｙ方向）の磁界の強度Ｂｙと予め設定した閾値群とを比較することにより、回転周期ｎを求める。その後、ステップＳ１７にて、求めたリング角度θｒｉｎと回転周期ｎを基に、上述の式（２）により、操舵角θｎを求め、ステップＳ１１に戻る。

操舵トルク演算処理では、まず、ステップＳ２１にて、第１磁気検出素子６１により磁界の強度Ｂを測定する。

その後、操舵角演算処理でリング角度θｒｉｎが演算されるまで待ち、ステップＳ２２にて、操舵角演算処理のステップＳ１５で演算されたリング角度θｒｉｎを基に上述の式（８）により補正値ｆ２（θｒｉｎ）を求め、この補正値ｆ２（θｒｉｎ）を、第１磁気検出素子６１で検出された磁界の強度Ｂから減じて磁界の強度Ｂを補正する。

その後、ステップＳ２３にて、操舵トルク演算部２１ａが、補正後の磁界の強度Ｂｄを用いてリラクタ角度θｒｅｌを求め、ステップＳ２４にて、既知のトルク値とトーションバーの捩れ角度との関係から、操舵トルクを求め、ステップＳ２１に戻る。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るトルク操舵角センサ２では、操舵角演算部２１ｂは、第２磁気検出素子６２が検出した軸方向（Ｙ方向）の磁界の強度Ｂｙを基に、スライド磁石３２の基準位置からの移動距離ΔＬを求めるスライド磁石距離演算部２１１と、スライド磁石距離演算部２１１で求めたスライド磁石の移動距離ΔＬを基に、径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘのオフセット補正を行う操舵角補正部２１２と、を有し、操舵角補正部２１２で補正した径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘｄを用いてステアリングホイール１０の操舵角θｎを演算するように構成されている。

このように構成することで、径方向（Ｘ方向）の磁界の強度ＢｘのオフセットΔＢｘを小さくし、オフセットΔＢｘによる影響を抑制して、精度よく操舵角θｎを求めることが可能になる。

さらに、本実施の形態では、操舵角補正部２１２を、第２磁気検出素子６２が検出した径方向（Ｘ方向）の磁界の強度Ｂｘに、予め設定した補正係数を掛け合わせることにより振幅補正を行うように構成されているため、Ｂｘの振幅をＢｚの振幅と揃え、ＢｘとＢｚの振幅差による影響を抑制して、より高精度に操舵角θｎを求めることが可能になる。

また、本実施の形態では、操舵トルク演算部２１ａが、リング磁石３１の回転角度（リング角θｒｉｎ）を基に、第１磁気検出素子６１が検出した磁界の強度Ｂを補正する操舵トルク補正部２１３を備え、操舵トルク補正部２１３で補正した磁界の強度Ｂｄを用いてステアリングホイール１０の操舵トルクを演算するように構成されているため、操舵角θｎに加え、操舵トルクも高精度に求めることが可能になる。

このように、トルク操舵角センサ２では、周囲の部材の影響がある場合であっても、精度よく操舵角θｎと操舵トルクを検出することが可能である。よって、磁気検出素子６１，６２に遮蔽部材等を設けずとも（あるいは最低限必要な遮蔽部材等を設けるのみで）、高精度な検出が可能であり、部品点数の削減による寸法小型化、および製造コストの削減が可能になる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］ステアリングホイール（１０）の操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材（１１１）と第２回転部材（１１２）の連結部に配置され、前記ステアリングホイール（１０）の操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサ（２）であって、前記第１回転部材（１１１）及び前記第２回転部材（１１２）の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極（３１１，３１２）が形成され、前記第１回転部材（１１１）と共に回転する環状のリング磁石（３１）と、前記第２回転部材（１１２）と共に回転するように設けられ、前記トーションバーの捩じれ応じて前記リング磁石（３１）との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って、前記磁極（３１１，３１２）との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材（４１，４２）と、前記複数の磁路形成部材（４１，４２）の磁束を集める一対の集磁リング（５１，５２）と、前記一対の集磁リング（５１，５２）の間の磁界の強度を検出可能な第１磁気検出素子（６１）と、前記第１磁気検出素子（６１）が検出した磁界の強度を基に前記ステアリングホイール（１０）の操舵トルクを演算する操舵トルク演算部（２１ａ）と、前記第１回転部材（１１１）の回転によって回転しない非回転部材に前記リング磁石（３１）の外周面に対向して配置され、前記リング磁石（３１）の径方向、前記回転軸線と平行な軸方向、および前記径方向と前記軸方向に垂直な接線方向の３方向における磁界の強度を検出可能な第２磁気検出素子（６２）と、前記第２磁気検出素子（６２）と前記軸方向に対向して配置されるスライド磁石（３２）と、前記第１回転部材（１１１）の回転に伴って前記スライド磁石（３２）を前記軸方向に移動させるスライド機構（７）と、前記第２磁気検出素子（６２）が検出した３方向の磁界の強度を基に、前記ステアリングホイール（１０）の操舵角を演算する操舵角演算部（２１ｂ）と、を備え、前記操舵角演算部（２１ｂ）は、前記第２磁気検出素子（６２）が検出した前記軸方向の磁界の強度を基に、前記スライド磁石（３２）の基準位置からの移動距離を求めるスライド磁石距離演算部（２１１）と、前記スライド磁石距離演算部（２１１）で求めた前記スライド磁石（３２）の移動距離を基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行う操舵角補正部（２１２）と、を有し、前記操舵角補正部（２１２）で補正した前記径方向の磁界の強度を用いて前記ステアリングホイール（１０）の操舵角を演算するように構成される、トルク操舵角センサ（２）。

［２］前記操舵角補正部（２１２）は、前記第２磁気検出素子（６２）が検出した前記径方向の磁界の強度に、予め設定した補正係数を掛け合わせることにより振幅補正を行うように構成される、［１］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［３］前記操舵角演算部（２１ｂ）は、前記操舵角補正部（２１２）で補正した前記径方向の磁界の強度を用いて、前記リング磁石（３１）の回転角度を求め、当該リング磁石（３１）の回転角度を基に、前記ステアリングホイール（１０）の操舵角を演算するように構成され、前記操舵トルク演算部（２１ａ）は、前記リング磁石（３１）の回転角度を基に、前記第１磁気検出素子（６２）が検出した磁界の強度を補正する操舵トルク補正部（２１３）を備え、前記操舵トルク補正部（２１３）で補正した磁界の強度を用いて前記ステアリングホイール（１０）の操舵トルクを演算するように構成される、［１］または［２］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［４］前記操舵トルク演算部（２１ａ）は、前記第１磁気検出素子（６１）が検出した磁界の強度を基に、前記リング磁石（３１）と前記磁路形成部材（４１，４２）との相対的な角度を求め、当該相対的な角度を基に、前記ステアリングホイール（１０）の操舵トルクを演算するように構成され、前記操舵角補正部（２１２）は、前記第２磁気検出素子（６２）と前記スライド磁石（３２）との距離と、前記操舵トルク演算部（２１ａ）が求めた前記リング磁石（３１）と前記磁路形成部材（４１，４２）との相対的な角度とを基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行うように構成される、［１］または［２］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［５］ステアリングホイール（１０）の操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材（１１１）と第２回転部材（１１２）の連結部に配置され、前記ステアリングホイール（１０）の操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサ（２）の補正方法であって、前記トルク操舵角センサ（２）は、前記第１回転部材（１１１）及び前記第２回転部材（１１２）の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極（３１１，３１２）が形成され、前記第１回転部材（１１１）と共に回転する環状のリング磁石（３１）と、前記第２回転部材（１１２）と共に回転するように設けられ、前記トーションバーの捩じれ応じて前記リング磁石（３１）との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って、前記磁極（３１１，３１２）との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材（４１，４２）と、前記複数の磁路形成部材（４１，４２）の磁束を集める一対の集磁リング（５１，５２）と、前記一対の集磁リング（５１，５２）の間の磁界の強度を検出可能な第１磁気検出素子（６１）と、前記第１磁気検出素子（６１）が検出した磁界の強度を基に前記ステアリングホイール（１０）の操舵トルクを演算する操舵トルク演算部（２１ａ）と、前記第１回転部材（１１１）の回転によって回転しない非回転部材に前記リング磁石（３１）の外周面に対向して配置され、前記リング磁石（３１）の径方向、前記回転軸線と平行な軸方向、および前記径方向と前記軸方向に垂直な接線方向の３方向における磁界の強度を検出可能な第２磁気検出素子（６２）と、前記第２磁気検出素子（６２）と前記軸方向に対向して配置されるスライド磁石（３２）と、前記第１回転部材（１１１）の回転に伴って前記スライド磁石（３２）を前記軸方向に移動させるスライド機構（７）と、前記第２磁気検出素子（６２）が検出した３方向の磁界の強度を基に、前記ステアリングホイール（１０）の操舵角を演算する操舵角演算部（２１ｂ）と、を備え、前記第２磁気検出素子（６２）が検出した前記軸方向の磁界の強度を基に、前記スライド磁石（３２）の基準位置からの移動距離を求め、求めた前記スライド磁石（３２）の移動距離を基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行い、補正した前記径方向の磁界の強度を用いて前記ステアリングホイール（１０）の操舵角を演算する、トルク操舵角センサ（２）の補正方法。

［６］前記第２磁気検出素子（６２）が検出した前記径方向の磁界の強度に、予め設定した補正係数を掛け合わせることにより振幅補正を行う、［５］に記載のトルク操舵角センサの補正方法。

［７］前記操舵角演算部（２１ｂ）は、補正した前記径方向の磁界の強度を用いて、前記リング磁石（３１）の回転角度を求め、当該リング磁石（３１）の回転角度を基に、前記ステアリングホイール（１０）の操舵角を演算するように構成され、前記リング磁石（３１）の回転角度を基に、前記第１磁気検出素子（６１）が検出した磁界の強度を補正し、補正した磁界の強度を用いて前記ステアリングホイール（１０）の操舵トルクを演算する、［５］または［６］に記載のトルク操舵角センサ（２）の補正方法。

［８］前記操舵トルク演算部（２１ａ）は、前記第１磁気検出素子（６１）が検出した磁界の強度を基に、前記リング磁石（３１）と前記磁路形成部材（４１，４２）との相対的な角度を求め、当該相対的な角度を基に、前記ステアリングホイール（１０）の操舵トルクを演算するように構成され、前記第２磁気検出素子（６２）と前記スライド磁石（３２）との距離と、前記操舵トルク演算部（２１ａ）が求めた前記リング磁石（３１）と前記磁路形成部材（４１，４２）との相対的な角度とを基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行う、［５］または［６］に記載のトルク操舵角センサ（２）の補正方法。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１０…ステアリングホイール
１１１…第１回転部材
１１２…第２回転部材
２…トルク操舵角センサ
２１ａ…操舵トルク演算部
２１ｂ…操舵角演算部
２１１…スライド磁石距離演算部
２１２…操舵角補正部
２１３…操舵トルク補正部
３１…リング磁石
３１１…Ｎ極（磁極）
３１２…Ｓ極（磁極）
３２…スライド磁石
４１…第１磁気ヨーク（磁路形成部材）
４２…第２磁気ヨーク（磁路形成部材）
５１…第１集磁リング（集磁リング）
５２…第２集磁リング（集磁リング）
６１…第１磁気検出素子
６２…第２磁気検出素子
７…スライド機構

Claims (8)

1. ステアリングホイールの操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材の連結部に配置され、前記ステアリングホイールの操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサであって、
   前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、
   前記第２回転部材と共に回転するように設けられ、前記トーションバーの捩じれ応じて前記リング磁石との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って、前記磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材と、
   前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、
   前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な第１磁気検出素子と、
   前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を基に前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算する操舵トルク演算部と、
   前記第１回転部材の回転によって回転しない非回転部材に前記リング磁石の外周面に対向して配置され、前記リング磁石の径方向、前記回転軸線と平行な軸方向、および前記径方向と前記軸方向に垂直な接線方向の３方向における磁界の強度を検出可能な第２磁気検出素子と、
   前記第２磁気検出素子と前記軸方向に対向して配置されるスライド磁石と、
   前記第１回転部材の回転に伴って前記スライド磁石を前記軸方向に移動させるスライド機構と、
   前記第２磁気検出素子が検出した３方向の磁界の強度を基に、前記ステアリングホイールの操舵角を演算する操舵角演算部と、を備え、
   前記操舵角演算部は、
   前記第２磁気検出素子が検出した前記軸方向の磁界の強度を基に、前記スライド磁石の基準位置からの移動距離を求めるスライド磁石距離演算部と、
   前記スライド磁石距離演算部で求めた前記スライド磁石の移動距離を基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行う操舵角補正部と、を有し、
   前記操舵角補正部で補正した前記径方向の磁界の強度を用いて前記ステアリングホイールの操舵角を演算するように構成される、
   トルク操舵角センサ。
2. 前記操舵角補正部は、前記第２磁気検出素子が検出した前記径方向の磁界の強度に、予め設定した補正係数を掛け合わせることにより振幅補正を行うように構成される、
   請求項１に記載のトルク操舵角センサ。
3. 前記操舵角演算部は、前記操舵角補正部で補正した前記径方向の磁界の強度を用いて、前記リング磁石の回転角度を求め、当該リング磁石の回転角度を基に、前記ステアリングホイールの操舵角を演算するように構成され、
   前記操舵トルク演算部は、
   前記リング磁石の回転角度を基に、前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を補正する操舵トルク補正部を備え、
   前記操舵トルク補正部で補正した磁界の強度を用いて前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算するように構成される、
   請求項１または２に記載のトルク操舵角センサ。
4. 前記操舵トルク演算部は、前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を基に、前記リング磁石と前記磁路形成部材との相対的な角度を求め、当該相対的な角度を基に、前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算するように構成され、
   前記操舵角補正部は、前記第２磁気検出素子と前記スライド磁石との距離と、前記操舵トルク演算部が求めた前記リング磁石と前記磁路形成部材との相対的な角度とを基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行うように構成される、
   請求項１または２に記載のトルク操舵角センサ。
5. ステアリングホイールの操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材の連結部に配置され、前記ステアリングホイールの操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサの補正方法であって、
   前記トルク操舵角センサは、
   前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、
   前記第２回転部材と共に回転するように設けられ、前記トーションバーの捩じれ応じて前記リング磁石との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って、前記磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材と、
   前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、
   前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な第１磁気検出素子と、
   前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を基に前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算する操舵トルク演算部と、
   前記第１回転部材の回転によって回転しない非回転部材に前記リング磁石の外周面に対向して配置され、前記リング磁石の径方向、前記回転軸線と平行な軸方向、および前記径方向と前記軸方向に垂直な接線方向の３方向における磁界の強度を検出可能な第２磁気検出素子と、
   前記第２磁気検出素子と前記軸方向に対向して配置されるスライド磁石と、
   前記第１回転部材の回転に伴って前記スライド磁石を前記軸方向に移動させるスライド機構と、
   前記第２磁気検出素子が検出した３方向の磁界の強度を基に、前記ステアリングホイールの操舵角を演算する操舵角演算部と、を備え、
   前記第２磁気検出素子が検出した前記軸方向の磁界の強度を基に、前記スライド磁石の基準位置からの移動距離を求め、求めた前記スライド磁石の移動距離を基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行い、補正した前記径方向の磁界の強度を用いて前記ステアリングホイールの操舵角を演算する、
   トルク操舵角センサの補正方法。
6. 前記第２磁気検出素子が検出した前記径方向の磁界の強度に、予め設定した補正係数を掛け合わせることにより振幅補正を行う、
   請求項５に記載のトルク操舵角センサの補正方法。
7. 前記操舵角演算部は、補正した前記径方向の磁界の強度を用いて、前記リング磁石の回転角度を求め、当該リング磁石の回転角度を基に、前記ステアリングホイールの操舵角を演算するように構成され、
   前記リング磁石の回転角度を基に、前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を補正し、補正した磁界の強度を用いて前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算する、
   請求項５または６に記載のトルク操舵角センサの補正方法。
8. 前記操舵トルク演算部は、前記第１磁気検出素子が検出した磁界の強度を基に、前記リング磁石と前記磁路形成部材との相対的な角度を求め、当該相対的な角度を基に、前記ステアリングホイールの操舵トルクを演算するように構成され、
   前記第２磁気検出素子と前記スライド磁石との距離と、前記操舵トルク演算部が求めた前記リング磁石と前記磁路形成部材との相対的な角度とを基に、前記径方向の磁界の強度のオフセット補正を行う、
   請求項５または６に記載のトルク操舵角センサの補正方法。

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