CN107709947A - 相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

提供适合扩大扭矩检测范围的相对角度检测装置、具有该相对角度检测装置的扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆。根据与第1多极环形磁铁(10)的旋转角度(θis)对应的表示sin(θos+Δθ)的第1sin信号和表示cos(θos+Δθ)的第1cos信号、以及与第2多极环形磁铁(11)的旋转角度(θos)对应的表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号，运算与输入轴(22a)和输出轴(22b)之间的相对角度(Δθ)对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算相对角度(Δθ)，其中，第1多极环形磁铁(10)与同轴配置的输入轴(22a)和输出轴(22b)中的输入轴(22a)同步旋转，第2多极环形磁铁(11)与输出轴(22b)同步旋转。

Description

相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆
技术领域
本发明涉及相对角度检测装置、扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆。
背景技术
以往，例如下述专利文献1中公开了如下技术：在扭杆的两端分别配置多极环形磁铁，通过磁传感器检测与这些多极环形磁铁的旋转位移对应的磁通，根据检测到的磁通运算扭杆中产生的扭转角，根据该扭转角检测扭矩值。在该技术中，在各个多极环形磁铁中分别设置电角度具有90°的相位差的2个磁传感器，根据共计4个磁传感器的输出来运算针对扭转角的sinΔθ(平方值相加值Z)，根据该sinΔθ检测扭矩值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-24638号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述专利文献1的现有技术中，仅计算sinΔθ(平方值相加值Z)，利用其直线部分作为扭矩值。这是因为，在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域中，无法唯一地计算扭转角。因此，存在无法利用超过直线部分的区域作为扭矩检测范围的课题。
因此，本发明是着眼于这样的现有技术具有的未解决的课题而完成的，其目的在于，提供适合扩大扭矩检测范围的相对角度检测装置、具有该相对角度检测装置的扭矩传感器、电动助力转向装置和车辆。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明的第1方式的相对角度检测装置具有：第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第 2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sin θ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及相对角度运算部，其根据所述第 1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1 旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝ arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。
此外，为了达成上述目的，本发明的第2方式的相对角度检测装置具有：第1 多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1 旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第 2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2 旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及多个相对角度运算部，它们根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，所述多个相对角度运算部具有：1个以上的第1相对角度运算部，其根据所述第1sin信号和所述第1cos信号运算所述旋转角度θ1，并且根据所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述旋转角度θ2，根据所述旋转角度θ1和所述旋转角度θ2的差分值运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第1相对角度Δθ1；以及1个以上的第2相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述第1相对角度运算部运算出的所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度运算部运算出的所述第2相对角度Δθ2中的任意一方作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度Δθ2中的剩余的各相对角度的差分值判定异常。
此外，为了达成上述目的，本发明的第3方式的相对角度检测装置具有：第1 多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1 旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第 2旋转轴同步旋转；第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；第2 旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及多个相对角度运算部，它们根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴的相对角度Δθ，所述多个相对角度运算部具有多个第2相对角度运算部，该多个第2相对角度运算部根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/ cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴的第2相对角度Δθ2，所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述多个第2相对角度运算部运算出的多个所述第2相对角度Δθ2中的任意1个所述第2相对角度Δθ2作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与剩余的各第2相对角度Δθ2中的至少1 个所述第2相对角度Δθ2的差分值判定异常。
此外，本发明的第4方式的扭矩传感器具有扭矩运算部，该扭矩运算部通过上述第1至第3方式中的任意1个方式的相对角度检测装置，检测通过扭杆联结的输入轴和输出轴的相对角度Δθ，根据该相对角度Δθ运算所述输入轴和输出轴中产生的扭矩。
此外，本发明的第5方式的电动助力转向装置具有上述第4方式的扭矩传感器。
此外，本发明的第6方式的车辆具有上述第5方式的电动助力转向装置。
发明的效果
根据本发明，能够扩大扭矩的检测范围，并且能够运算更高精度的扭矩值。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的车辆的一个结构例的框图。
图2是示意地示出本发明的第1实施方式的第1相对角度检测装置的第1传感器部的一个结构例的立体图。
图3的(a)是从正面观察本发明的第1实施方式的第1相对角度检测装置的第 1传感器部的图，(b)是(a)的A-A剖视图，(c)是(a)的B-B剖视图。
图4是示出本发明的第1实施方式的第1扭矩传感器的一个结构例的图。
图5的(a)是示出sinθis的波形图，(b)是示出cosθis的波形图。
图6是示出本发明的第1实施方式的相对角度运算部的一个结构例的框图。
图7的(a)是示出sinΔθ的波形图，(b)是示出cosΔθ的波形图。
图8是示出输入扭转角和计算出的扭转角(相对角度Δθ)之间的关系的图。
图9是示出本发明的第2实施方式的第2扭矩传感器的一个结构例的图。
图10是示出本发明的第2实施方式的传感器运算部的一个结构例的框图。
图11是示出本发明的第3实施方式的第3相对角度检测装置的第2传感器部的一个结构例的图。
图12是示出本发明的第3实施方式的第3扭矩传感器的一个结构例的图。
图13是示出本发明的第4实施方式的第4扭矩传感器的一个结构例的图。
图14是示出本发明的第5实施方式的第5相对角度检测装置的第3传感器部的一个结构例的图。
图15的(a)是从正面观察本发明的第5实施方式的第5相对角度检测装置的第 3传感器部的示意图，(b)是(a)的C-C剖视图，(c)是(a)的D-D剖视图。
图16是示出本发明的第5实施方式的第5扭矩传感器的一个结构例的图。
图17是示出本发明的第6实施方式的第6扭矩传感器的一个结构例的图。
图18的(a)是示出本发明的第7实施方式的第7相对角度检测装置的第4传感器部的一个结构例的立体图，(b)是包含(a)的第1sin光学传感器64的轴向部分剖视图。
图19是示出本发明的第7实施方式的第7扭矩传感器的一个结构例的图。
图20是示出本发明的第8实施方式的第8扭矩传感器的一个结构例的图。
图21的(a)是示出本发明的第9实施方式的第9相对角度检测装置的第5传感器部的一个结构例的立体图，(b)是从表面侧观察(a)的第5旋转角度传感器的平面图，(c)是从背面侧观察(a)的第5旋转角度传感器的平面图。
图22是示出本发明的第9实施方式的第9扭矩传感器的一个结构例的图。
图23是示出本发明的第10实施方式的第10扭矩传感器的一个结构例的图。
图24的(a)是示出本发明的第11实施方式的第11相对角度检测装置的第6传感器部的一个结构例的立体图，(b)是从曲面侧观察(a)的第7旋转角度传感器的平面图，(c)是从曲面的相反侧的面观察(a)的第7旋转角度传感器的平面图。
图25是示出本发明的第11实施方式的第11扭矩传感器的一个结构例的图。
图26是示出本发明的第12实施方式的第12扭矩传感器的一个结构例的图。
图27是示出本发明的第13实施方式的第2传感器运算部的一个结构例的框图。
图28是示出本发明的第14实施方式的第3传感器运算部的一个结构例的框图。
图29是示出本发明的第15实施方式的第4传感器运算部的一个结构例的框图。
图30是示出本发明的第16实施方式的第5传感器运算部的一个结构例的框图。
图31是示出本发明的第17实施方式的第6传感器运算部的一个结构例的框图。
图32是示出本发明的第18实施方式的第7传感器运算部的一个结构例的框图。
图33是示出本发明的第19实施方式的第8传感器运算部的一个结构例的框图。
具体实施方式
接着，参照附图说明本发明的第1～第19实施方式。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的标号。但是，附图是示意性的，需要留意到部件或部分的横纵尺寸、比例尺与实际不同。因此，具体的尺寸、比例尺应该参照以下的说明来判断。此外，在附图相互之间当然也包含彼此尺寸的关系、比率不同的部分。
此外，以下所示的第1～第19实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置和方法，本发明的技术思想不将结构部件的材质、形状、构造、配置等限定于下述内容。本发明的技术思想能够在权利要求书记载的权利要求所规定的技术范围内，进行各种变更。
(第1实施方式)
(结构)
如图1所示，第1实施方式的车辆3具有作为左右的转向轮的前轮3FR和3FL、后轮3RR和3RL。前轮3FR和3FL通过电动助力转向装置2进行转向。
如图1所示，电动助力转向装置2具有方向盘21、转向轴22、第1扭矩传感器 1、第1万向节24、下轴25、第2万向节26。
电动助力转向装置2还具有小齿轮轴27、转向齿轮28、拉杆29、转向节臂30。
从驾驶员作用于方向盘21的转向力被传递到转向轴22。该转向轴22具有输入轴22a和输出轴22b。输入轴22a的一端与方向盘21联结，另一端经由第1扭矩传感器1而与输出轴22b的一端联结。
而且，传递到输出轴22b的转向力经由第1万向节24而传递到下轴25，进而，经由第2万向节26而传递到小齿轮轴27。传递到该小齿轮轴27的转向力经由转向齿轮28而传递到拉杆29。进而，传递到该拉杆29传递的转向力传递到转向节臂30，使前轮3FR和3FL转向。
这里，转向齿轮28构成为具有与小齿轮轴27联结的小齿轮28a和与该小齿轮 28a啮合的齿条28b的齿条与小齿轮形式。因此，转向齿轮28通过齿条28b将传递到小齿轮28a的旋转运动转换为车宽方向的直进运动。
此外，转向轴22的输出轴22b上联结有将转向辅助力传递到输出轴22b的转向辅助机构31。
转向辅助机构31具有：与输出轴22b联结的例如由蜗轮机构构成的减速齿轮32；与该减速齿轮32联结并产生转向辅助力的电动马达33；固定支承在电动马达33的外壳上的EPS控制单元34。
电动马达33是3相无刷马达，具有未图示的环状的马达转子和环状的马达定子。马达定子构成为在圆周方向上等间隔地具有向径向内侧突出的多个极齿，在各极齿上卷绕有励磁用线圈。而且，在马达定子的内侧配设有马达转子。马达转子构成为以微小的的空隙(气隙)与马达定子的极齿对置，并且在外周面上具有在圆周方向上等间隔地设置的多个磁铁。
马达转子被固定在马达旋转轴上，在马达定子的线圈中经由EPS控制单元34而流过3相交流电流，由此，马达定子的各齿按规定的顺序被励磁而使马达转子旋转，伴随该旋转，马达旋转轴旋转。
虽然未图示，但EPS控制单元34具有电流指令运算电路和马达驱动电路。此外，如图1所示，EPS控制单元34中被输入由车速传感器35检测到的车速V和来自作为直流电压源的电池36的直流电流。
电流指令运算电路根据来自车速传感器35的车速V、来自第1扭矩传感器1的转向扭矩Ts、来自电动马达33的马达旋转角度θm，运算用于驱动电动马达33的电流指令值。
马达驱动电路例如由3相逆变器电路构成，根据来自电流指令运算电路的电流指令值，驱动电动马达33。
第1扭矩传感器1检测被施加到方向盘21而传递到输入轴22a的转向扭矩Ts。
具体而言，第1扭矩传感器1如图2和图4所示，具有第1相对角度检测装置 100和扭矩运算部19。
第1相对角度检测装置100具有第1传感器部101和相对角度运算部18。
第1传感器部101如图2所示，具有第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁 11、由弹簧钢等弹性部件构成的扭杆22c。
并且，第1传感器部101具有：第1旋转角度传感器12，其设于第1多极环形磁铁10的径向外侧，检测第1多极环形磁铁10的旋转角度；以及第2旋转角度传感器13，其设于第2多极环形磁铁11的径向外侧，检测第2多极环形磁铁11的旋转角度。
在第1实施方式中，以能够与输入轴22a同步旋转的方式将第1多极环形磁铁 10安装于输入轴22a的输出轴22b侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。并且，以能够与输出轴22b同步旋转的方式将第2多极环形磁铁11安装于输出轴22b的输入轴22a侧端部(理想的的是扭杆22c的联结位置)。
此外，第1实施方式的第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11例如是通过将磁性体环的外周面的部位等间隔地磁化为S极和N极中的一方的磁极而得到的。
具体而言，如图3的(a)的A-A截面和B-B截面，即图3的(b)和(c)所示，第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11例如像图中阴影部分为N极、非阴影部分为S极那样，在周向上交替均等地配置不同的磁极。
此外，第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11的在周向上相邻的S极和N 极的一组磁极构成磁极对。
此外，第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11根据所需要的磁通密度，例如能够由钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁等构成。
第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13设于不与第1旋转轴即输入轴 22a和第2旋转轴即输出轴22b同步旋转的固定部位。第1旋转角度传感器12和第2 旋转角度传感器13分别根据第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11的旋转角度而输出sin信号和cos信号。
具体而言，如图2和图3的(b)所示，第1旋转角度传感器12具有被配置成相对于磁极间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)的第1sin磁传感器14 和第1cos磁传感器15。此外，如图2和图3的(c)所示，第2旋转角度传感器13 具有被配置成相对于磁极间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)的第2sin 磁传感器16和第2cos磁传感器17。
第1sin磁传感器14根据第1多极环形磁铁10的旋转角度而输出第1sin信号，第1cos磁传感器15根据第1多极环形磁铁10的旋转角度而输出第1cos信号。
此外，第2sin磁传感器16根据第2多极环形磁铁11的旋转角度而输出第2sin 信号，第2cos磁传感器17根据第2多极环形磁铁11的旋转角度而输出第2cos信号。
这些输出的第1sin信号、第1cos信号、第2sin信号和第2cos信号被输入到相对角度运算部18。
在第1实施方式中，将第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15配置成与第1 多极环形磁铁10在径向方向上对置，使得这些检测部与第1多极环形磁铁10的磁极面对置。此外，将第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17配置成与第2多极环形磁铁11在径向方向上对置，使得这些检测部与第2多极环形磁铁11的磁极面对置。
此外，这些磁传感器14、15、16和17例如能够使用霍尔元件、霍尔IC、磁阻效果(MR：Magneto Resistance effect)传感器等。
相对角度运算部18根据所输入的第1sin信号、第1cos信号、第2sin信号和第 2cos信号，计算第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11之间的相对角度(即输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度)Δθ。相对角度运算部18将计算出的相对角度Δθ输出到扭矩运算部19。
扭矩运算部19根据从相对角度运算部18输入的相对角度Δθ来运算转向扭矩 Ts。如果得到通过扭杆而联结的两个轴的相对角度Δθ，则能够使用扭杆的截面惯性矩、横弹性系数、长度、直径等通过公知的计算方法来计算扭矩。
接着，说明相对角度运算部18的详细结构。
如图6所示，相对角度运算部18具有sinΔθ运算部181、cosΔθ运算部182、Δθ运算部183。
在第1实施方式中，设第1多极环形磁铁10的旋转角度(电角度)为θis、第2 多极环形磁铁11的旋转角度(电角度)为θos。此外，在方向盘21被转向而使输入轴22a转动的情况下，设为以规定的角度对θos进行固定，θis变化，表现为“sin θis＝sin(θos+Δθ)”、“cosθis＝cos(θos+Δθ)”。
即，在第1实施方式中，如图4所示，从第1sin磁传感器14输出表示sin(θos+ Δθ)的第1sin信号，从第1cos磁传感器15输出表示cos(θos+Δθ)的第1cos 信号。此外，从第2sin磁传感器16输出表示sinθos的第2sin信号，从第2cos磁传感器17输出表示cosθos的第2cos信号。
以下，有时将第1sin信号、第1cos信号、第2sin信号、第2cos信号记载为“sin (θos+Δθ)”、“cos(θos+Δθ)”、“sinθos”、“cosθos”。
sinΔθ运算部181按照下式(1)和(2)运算sinΔθ。
TMs＝(sinθos+cos(θos+Δθ))2+(cosθos-sin(θos+Δθ))2···(1)
sinΔθ＝-TMs/2+1···(2)
上式(2)是使用三角函数的加法定理等对上式(1)进行变形而求出的式子。
具体而言，sinΔθ运算部181按照上式(1)，计算从第2sin磁传感器16输入的 sinθos和从第1cos磁传感器15输入的cos(θos+Δθ)的加法值的平方值。并且，计算从由第2cos磁传感器17输入的cosθos减去由第1sin磁传感器14输入的sin(θ os+Δθ)得到的减法值的平方值。然后，通过将这些计算出的平方值相加而计算TMs。
接着，sinΔθ运算部181按照上式(2)，计算从1减去所计算出的TMs除以2 的值而得到的值，从而计算sinΔθ。sinΔθ运算部181将计算出的sinΔθ输出到Δθ运算部183。
cosΔθ运算部182按照下式(3)和(4)运算cosΔθ。
TMc＝(sinθos+sin(θos+Δθ))2+(cosθos+cos(θos+Δθ))2···(3)
cosΔθ＝TMc/2-1···(4)
上式(4)是使用三角函数的加法定理等对上式(3)进行变形而求出的式子。
具体而言，cosΔθ运算部182按照上式(3)，计算从第2sin磁传感器16输入的sinθos和从第1sin磁传感器14输入的sin(θos+Δθ)的加法值的平方值。并且，计算从第2cos磁传感器17输入的cosθos和从第1cos磁传感器15输入的cos(θos+ Δθ)的加法值的平方值。然后，通过将这些计算出的平方值相加而计算TMc。
接着，cosΔθ运算部182按照上式(4)，从将计算出的TMc除以2得到的值减去1，从而计算cosΔθ。cosΔθ运算部182将计算出的cosΔθ输出到Δθ运算部 183。
例如，在从方向盘21位于中立位置的状态起，使方向盘21转向从而使输入轴 22a转动了的情况下，以“0°”对θos进行固定，θis变化。
在以“0°”对θos进行固定的“sinθos＝0”和“cosθos＝1”的状态下，如图 5的(a)所示，当方向盘21为中立位置，Δθ为“0°”时，sinθis为“0”，当Δθ为“90°”时，sinθis为“1”，当Δθ为“-90°”时sinθis为“-1”。另一方面，如图5的(b)所示，当在中立位置，Δθ为“0°”时，cosθis为“1”，当Δθ为“90°”和“-90°”时，cosθis为“0”。
该情况下，例如如图7的(a)所示，按照上式(1)和(2)计算的sinΔθ成为如下的sin曲线上的值，即，当Δθ为“0°”时，sinΔθ为“0”，当Δθ为“90°”时，sinΔθ为“1”，当Δθ为“-90°”时，sinΔθ为“-1”。
此外，例如如图7的(b)所示，按照上式(3)和(4)计算的cosΔθ成为如下的cos曲线上的值，即，当Δθ为“0°”时，cosΔθ为“1”，当Δθ为“90°”和“-90°”时，cosΔθ为“0”。
Δθ运算部183按照下式(5)运算相对角度Δθ。
Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)···(5)
具体而言，Δθ运算部183根据从sinΔθ运算部181输入的sinΔθ和从cosΔθ运算部183输入的cosΔθ，按照上式(5)运算将sinΔθ除以cosΔθ得到的值的反正切，从而运算相对角度Δθ。相对角度运算部18将计算出的相对角度Δθ输出到扭矩运算部19。
如图8所示，该计算出的相对角度(扭转角度)Δθ成为与所输入的扭转角度为 1：1的关系的角度。即，通过按照上式(1)～(5)运算相对角度Δθ，能够计算不依赖于方向盘21的转向角的扭转角(相对角度)。
(动作)
接着，说明第1实施方式的动作。
现在，当车辆3的驾驶员使方向盘21转向，该转向力传递到转向轴22时，首先，输入轴22a在与转向方向对应的方向上转动。伴随该转动，扭杆22c的输入轴22a侧的端部(以下记载为“输入端”)转动，在扭杆22c的输入端设置的第1多极环形磁铁10转动。
在第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15中，将与基于该转动的旋转位移对应的磁通检测为sin(θos+Δθ)和cos(θos+Δθ)。这些检测信号被输入到相对角度运算部18。
另一方面，经由输入端的转向力借助扭杆22c的扭转(弹性变形)而向输出轴 22b侧的端部(以下记载为“输出端”)传递，输出端转动。即，输入端(输入轴22a) 和输出端(输出轴22b)在旋转方向上进行相对位移。
由此，在扭杆22c的输出端设置的第2多极环形磁铁11转动。在第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17中，将与基于该转动的旋转位移对应的磁通检测为sinθ os和cosθos。这些检测信号被输入到相对角度运算部18。
相对角度运算部18根据所输入的sin(θos+Δθ)、cos(θos+Δθ)、sinθos 和cosθos，按照上式(1)～(4)计算sinΔθ和cosΔ。然后，根据计算出的sin Δθ和cosΔθ，按照上式(5)，求出将sinΔθ除以cosΔθ得到的值的反正切，从而计算相对角度Δθ。相对角度运算部18将计算出的相对角度Δθ输出到扭矩运算部19。
扭矩运算部19根据来自相对角度运算部18的相对角度Δθ，运算转向扭矩Ts。例如，在扭杆22c是实心圆柱部件的情况下，根据“Δθ＝32·Ts·L/(π·D4·G)”来运算扭杆22c的转向扭矩Ts。另外，L是扭杆22c的长度，D是扭杆22c的直径， G是扭杆22c的横弹性系数。
扭矩运算部19将计算出的转向扭矩Ts输出到EPS控制单元34。
EPS控制单元34在电流指令运算电路中，根据来自扭矩运算部19的转向扭矩 Ts、来自车速传感器35的车速V和来自电动马达33的马达旋转角度θm，运算电流指令值。并且，EPS控制单元34在马达驱动电路中，生成与电流指令运算电路运算出的电流指令值对应的3相交流电流，将生成的3相交流电流供给到电动马达33，使电动马达33产生转向辅助力。
这里，在第1实施方式中，第1多极环形磁铁10的旋转角度θis与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ1对应，第2多极环形磁铁11的旋转角度θos 与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ2对应。
(第1实施方式的效果)
第1实施方式的第1相对角度检测装置100具有：第1多极环形磁铁10，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转；第2多极环形磁铁11，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转；第1旋转角度传感器12，其检测与第1多极环形磁铁10旋转时的旋转角度θis对应的磁通，输出表示sinθis的第1sin信号和表示cosθis的第1cos信号；第2旋转角度传感器13，其检测与第2多极环形磁铁11旋转时的旋转角度θos对应的磁通，输出表示sinθos 的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号；以及相对角度运算部，其根据第1sin 信号和第1cos信号、第2sin信号和第2cos信号，运算与输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ) 运算相对角度Δθ。
根据该结构，通过运算sinΔθ和cosΔθ双方，并运算将运算出的sinΔθ除以 cosΔθ得到的值的反正切，从而能够运算相对角度Δθ。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于通过运算arctan(sinΔθ/cosΔθ) 这样的1次运算就能够运算相对角度Δθ，因此能够运算更高精度的扭矩值。
第1实施方式的第1相对角度检测装置100构成为，第1多极环形磁铁10和第 2多极环形磁铁11的外周面的部位在周向上被交替磁化为不同的磁极。此外，第1 旋转角度传感器12被配置成，该第1旋转角度传感器12具有的磁通的检测部(第 1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15)与第1多极环形磁铁10的外周面上形成的磁极面对置。此外，第2旋转角度传感器13被配置成，该第2旋转角度传感器13 具有的磁通的检测部(第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17)与第2多极环形磁铁11的外周面上形成的磁极面对置。
根据该结构，例如，在针对环磁铁无法取得轴向方向的配置空间等情况下，能够以在径向上对置的方式配置旋转角度传感器。
在第1实施方式的第1相对角度检测装置100中，第1旋转角度传感器12具有输出第1sin信号的第1sin磁传感器14和输出第1cos信号的第1cos磁传感器15，该第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15在相对于第1多极环形磁铁10的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下固定设置。此外，第2旋转角度传感器 13具有输出第2sin信号的第2sin磁传感器16和输出第2cos信号的第2cos磁传感器 17，该第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17在相对于第2多极环形磁铁11的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下固定设置。
根据该结构，通过第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15，能够简单地输出表示与第1多极环形磁铁10的旋转角度θis对应的sinθis和cosθis的信号。此外，通过第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17，能够简单地输出表示与第2多极环形磁铁11的旋转角度θos对应的sinθos和cosθos的信号。
在第1实施方式的第1相对角度检测装置100中，第1旋转角度传感器12和第 2旋转角度传感器13被设置成，当相对角度Δθ为0°时，第1旋转角度传感器12 的输出和第2旋转角度传感器13的输出成为同相位。
根据该结构，能够直接使用从第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13 输出的信号，按照上式(1)～(4)，简单地运算sinΔθ和cosΔθ。
第1实施方式的第1相对角度检测装置100将sinθis和cosθis设为了sin(θ os+Δθ)和cos(θos+Δθ)。而且，相对角度运算部18根据上式(1)～(2)运算sinΔθ，根据上式(3)～(4)运算cosΔθ。
根据该结构，通过直接使用从第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13 输出的信号的简单计算，就能够运算sinΔθ和cosΔθ。
第1实施方式的第1扭矩传感器1具有扭矩运算部19，该扭矩运算部19通过第 1实施方式的第1相对角度检测装置100，检测通过扭杆22c联结的输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度Δθ，根据该相对角度Δθ运算输入轴22a和输出轴22b中产生的扭矩(转向扭矩Ts)。
根据该结构，得到与上述(1)～(5)中的任意一项记载的第1相对角度检测装置100同等的作用和效果。
第1实施方式的电动助力转向装置2具有第1实施方式的第1扭矩传感器1。
根据该结构，能够通过与宽度较宽的扭矩检测范围对应的高精度的转向扭矩Ts对电动马达进行驱动控制，使其产生适当的转向辅助扭矩。其结果是，能够实施转向感觉等良好的转向辅助。
第1实施方式的车辆3具有第1实施方式的电动助力转向装置2。
根据该结构，能够得到与上述电动助力转向装置2同等的作用和效果。
(第2实施方式)
(结构)
第2实施方式除了在上述第1实施方式的第1相对角度检测装置100中代替相对角度运算部18而具有传感器运算部180，并且扭矩运算部19根据从传感器运算部180 输出的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts以外，结构与上述第1实施方式相同。
以下，对与上述第1实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图9所示，第2实施方式的第2扭矩传感器1A具有第2相对角度检测装置 100A、扭矩运算部19。第2相对角度检测装置100A具有第1传感器部101、传感器运算部180。
如图10所示，传感器运算部180具有第2相对角度运算部18A、第3相对角度运算部18r。这里，从第1sin磁传感器14、第1cos磁传感器15、第2sin磁传感器16 和第2cos磁传感器17输出的第1sin信号、第1cos信号、第2sin信号和第2cos信号被输入到第2相对角度运算部18A和第3相对角度运算部18r。
第2相对角度运算部18A根据第1sin信号、第1cos信号、第2sin信号和第2cos 信号，运算第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11之间的相对角度，即输入轴 22a和输出轴22b之间的相对角度作为第2相对角度Δθ2。然后，第2相对角度运算部18A将运算出的第2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19。
扭矩运算部19根据从第2相对角度运算部18A输入的第2相对角度Δθ2，运算转向扭矩Ts。即，如果得到通过扭杆22c联结的二个轴即输入轴22a和输出轴22b 之间的相对角度，则能够使用扭杆22c的截面惯性矩、横弹性系数、长度、直径等通过公知的运算方法运算扭矩。
另一方面，第3相对角度运算部18r根据第1sin信号、第1cos信号、第2sin信号和第2cos信号，通过与第2相对角度运算部18A不同的方法，运算输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度作为第3相对角度Δθref。
如图10所示，第2相对角度运算部18A具有输入轴旋转角度(图中为θis)运算部181A、输出轴旋转角度(图中为θos)运算部182A、第2相对角度(图中为Δθ2)运算部183A。在第2实施方式中，设第1多极环形磁铁10的旋转角度(电角度)为θis(＝θ1)、第2多极环形磁铁11的旋转角度(电角度)为θos(＝θ2)。第1多极环形磁铁10与输入轴22a同步旋转，因此，第1多极环形磁铁10的旋转角度θis即是输入轴22a的旋转角度θis，第2多极环形磁铁11与输出轴22b同步旋转，因此，第2多极环形磁铁11的旋转角度θos即是输出轴22b的旋转角度θos。
针对第1多极环形磁铁10的旋转角度θis，第1sin磁传感器14输出sinθis(＝ sinθ1)作为第1sin信号，第1cos磁传感器15输出cosθis(＝cosθ1)作为第1cos 信号。在输入这些第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis的输入轴旋转角度运算部181A中，根据将第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθis得到的值的反正切函数，即θis＝arctan(sinθis/cosθis)，运算第1多极环形磁铁10、即输入轴22a的旋转角度θis。
此外，针对第2多极环形磁铁11的旋转角度θos，第2sin磁传感器16输出sin θos(＝sinθ2)作为第2sin信号，第2cos磁传感器17输出cosθos(＝cosθ2)作为第2cos信号。在输入了这些第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos的输出轴旋转角度运算部182A中，根据将第2sin信号sinθos除以第2cos信号cosθos得到的值的反正切函数、即θos＝arctan(sinθos/cosθos)，运算第2多极环形磁铁11、即输出轴22b的旋转角度θos。
如后所述，当相对于输出轴22b的旋转角度θos，通过θis＝θos+Δθ表示输入轴22a的旋转角度θis时，在第2相对角度运算部183A中，能够根据从输入轴22a 的旋转角度θis减去输出轴22b的旋转角度θos得到的差分值来运算第2相对角度Δθ2，作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。该运算出的第2相对角度(扭转角度)Δθ2如图8所示，成为与输入的扭转角度为1：1的关系的角度。即，利用第2相对角度运算部18A运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度，从而能够运算不依赖于方向盘21的转向角的扭转角(相对角度)。
另一方面，如图10所示，第3相对角度运算部18r具有相对角度正弦值(图中为sinΔθ)运算部181r、相对角度余弦值(图中为cosΔθ)运算部182r、第2相对角度(图中为Δθref)运算部183r。例如在方向盘21被转向而使输入轴22a进行了旋转的情况下，以规定角度对第2多极环形磁铁11、即输出轴22b的旋转角度θ os进行固定，第1多极环形磁铁10、即输入轴22a的旋转角度θis变化。该情况下，使用第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度，能够表示为sinθis＝sin(θos+Δθref)、cosθis＝cos(θos+Δθref)。
因此，相对角度正弦值运算部181r按照下式(6)和(7)运算相对角度正弦值 sinΔθ。
TMs＝(sinθos+cos(θos+Δθref))2+(cosθos-sin(θos+Δθref))2···(6)
sinΔθ＝-TMs/2+1···(7)
具体而言，相对角度正弦值运算部181r按照上式(6)，将从第1cos磁传感器15 输入的第1cos信号cosθis设为cos(θos+Δθref)，运算与从第2sin磁传感器16 输入的第2sin信号sinθos的加法值的平方值。并且，将从第1sin磁传感器14输入的第1sin信号sinθis设为sin(θos+Δθref)，运算从由第2cos磁传感器17输入的第2cos信号cosθos减去sin(θos+Δθref)的减法值的平方值。然后，将这些运算出的平方值相加，从而计算TMs。接着，按照上式(7)，从1减去将运算出的TMs 除以2得到的值，从而运算相对角度正弦值sinΔθ。将运算出的相对角度正弦值sin Δθ输出到第3相对角度运算部183r。另外，上式(7)是使用三角函数的加法定理等对上式(6)进行变形而求出的式子。
此外，相对角度余弦值运算部182r按照下式(8)和(9)运算相对角度余弦值cosΔθ。
TMc＝(sinθos+sin(θos+Δθref))2+(cosθos+cos(θos+Δθref))2···(8)
cosΔθ＝TMc/2-1···(9)
具体而言，相对角度余弦值运算部182r按照上式(8)，将从第1sin磁传感器14 输入的第1sin信号sinθis设为sin(θos+Δθref)，运算与从第2sin磁传感器16输入的第2sin信号sinθos的加法值的平方值。并且，将从第1cos磁传感器15输入的第1cos信号cosθis设为cos(θos+Δθref)，运算与从第2cos磁传感器17输入的第2cos信号cosθos的加法值的平方值。然后，将这些运算出的平方值相加，从而计算TMc。接着，按照上式(9)，从将运算出的TMc除以2得到的值减去1，从而运算相对角度余弦值cosΔθ。将运算出的相对角度余弦值cosΔθ输出到第3相对角度运算部183r。另外，上式(9)是使用三角函数的加法定理等对上式(8)进行变形而求出的式子。
例如，在从方向盘21位于中立位置的状态起，使方向盘21转向而使输入轴22a 转动了的情况下，以“0°”对输出轴22b的旋转角度θos进行固定，输入轴22a的旋转角度θis变化。在以“0°”对θos进行了固定的“sinθos＝0”和“cosθos ＝1”的状态下，如图5的(a)所示，当方向盘21为中立位置，Δθ为“0°”时， sinθis为“0”，当Δθ为“90°”时，sinθis为“1”，当Δθ为“-90°”时，sin θis为“-1”。另一方面，图5的(b)所示，当方向盘21为中立位置，Δθ为“0°”时，cosθis为“1”，当Δθ为“90°”时和Δθ为“-90°”时，cosθis为“0”。
该情况下，例如如图7的(a)所示，按照上式(6)和(7)运算的sinΔθ成为如下的正弦波曲线上的值：当方向盘21为中立位置，Δθ为“0°”时，sinΔθ为“0”，当Δθ为“90°”时，sinΔθ为“1”，当Δθ为“-90°”时，sinΔθ为“-1”。此外，例如图7的(b)所示，按照上式(8)和(9)运算的cosΔθ成为如下的余弦波曲线上的值：当方向盘21为中立位置，Δθ为“0°”时，cosΔθ为“1”，当Δθ为“90°”时和Δθ为“-90°”时，cosΔθ为“0”。
第3相对角度运算部183r按照下式(10)运算第3相对角度Δθref。
Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)···(10)
具体而言，第3相对角度运算部183r根据从相对角度正弦值运算部181r输入的相对角度正弦值sinΔθ和从相对角度余弦值运算部182r输入的相对角度余弦值cos Δθ，按照上式(10)，运算将相对角度正弦值sinΔθ除以相对角度余弦值cosΔθ得到的值的反正切函数，从而运算第3相对角度Δθref。然后，将运算出的第3相对角度Δθref经由第1加减法器190输出到异常判定部20。在异常判定部20中，通过第1加减法器190对第2相对角度运算部183A运算出的第2相对角度Δθ2和第3 相对角度运算部183r运算出的第3相对角度Δθref之间的差分值进行运算。然后，在两者的差分值的绝对值为预先设定的规定值以上的情况下，判定为相对角度检测装置的某处存在异常。
(动作)
接着，说明第2实施方式的动作。
现在，当车辆3的驾驶员使方向盘21转向，该转向力传递到转向轴22时，首先，输入轴22a在与转向方向对应的方向上转动。伴随该转动，扭杆22c的输入轴22a侧的端部(以下记载为“输入端”)转动，在扭杆22c的输入端设置的第1多极环形磁铁10转动。在第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15中，分别将与基于该旋转的旋转位移对应的磁通检测为第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis。这些检测信号被输入到第2相对角度运算部18A和第3相对角度运算部18r。
另一方面，经由输入端的转向力借助扭杆22c的扭转(弹性变形)而向输出轴 22b侧的端部(以下记载为“输出端”)传递，输出端转动。即，输入端(输入轴22a) 和输出端(输出轴22b)在旋转方向上进行相对位移。由此，在扭杆22c的输出端设置的第2多极环形磁铁11旋转。在第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17中，分别将与基于该旋转的旋转位移对应的磁通检测为第2sin信号sinθos和第2cos信号 cosθos。这些检测信号也被输入到第2相对角度运算部18A和第3相对角度运算部 18r。
第2相对角度运算部18A将所输入的第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθ is，根据其值的反正切函数运算第1多极环形磁铁10、即输入轴22a的旋转角度θis。此外，将第2sin信号sinθos除以第2cos信号cosθos，根据其值的反正切函数运算第2多极环形磁铁11、即输出轴22b的旋转角度θos。然后，根据输入轴22a的旋转角度θis和输出轴22b的旋转角度θos之间的差分值来运算输入轴22a和输出轴22b 之间的相对角度，作为第2相对角度Δθ2。第2相对角度运算部18A将运算出的第 2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19和第1加减法器190。
扭矩运算部19根据来自第2相对角度运算部18A的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts。例如，在扭杆22c为实心的圆柱部件的情况下，根据“Δθ＝32·Ts·L /(π·D4·G)”来运算扭杆22c的转向扭矩Ts。另外，L为扭杆22c的长度，D为扭杆22c的直径，G为扭杆22c的横弹性系数。扭矩运算部19将运算出的转向扭矩 Ts输出到EPS控制单元34。
EPS控制单元34在电流指令运算电路中，根据来自扭矩运算部19的转向扭矩 Ts、来自车速传感器35的车速V和来自电动马达33的马达旋转角度θm运算电流指令值。并且，EPS控制单元34在马达驱动电路中，生成与电流指令运算电路运算出的电流指令值对应的3相交流电流，将生成的3相交流电流供给到电动马达33，使电动马达33产生转向辅助力。
另一方面，第3相对角度运算部18r根据所输入的第1sin信号sinθis、第1cos 信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，按照上式(6)～(9)，运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。然后，根据运算出的相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ，按照上式(10)，根据将相对角度正弦值sinΔθ除以相对角度余弦值cosΔθ得到的值的反正切函数运算第3相对角度Δθ ref。并且，将运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190。异常判定部 20在第1加减法器190运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref之间的差分值的绝对值为规定值以上的情况下，判定为系统存在异常。
这里，在第2实施方式中，第1多极环形磁铁10的旋转角度θis与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ1对应，第2多极环形磁铁11的旋转角度θos 与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ2对应。此外，在第1实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1 对应，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。
(第2实施方式的效果)
第2实施方式的第2相对角度检测装置100A具有：第1多极环形磁铁10，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转；第2多极环形磁铁11，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转；第1旋转角度传感器12，其检测与第1多极环形磁铁10的旋转角度θis对应的磁通，输出第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis；第2旋转角度传感器13，其检测与第2多极环形磁铁11的旋转角度θos对应的磁通，输出第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθ os；以及第2相对角度运算部18A，其根据第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis，基于θis＝arctan(sinθis/cosθis)运算旋转角度θis，并且，根据第2sin信号sin θos和第2cos信号cosθos，基于θos＝arctan(sinθos/cosθos)运算旋转角度θ os，根据旋转角度θis和旋转角度θos之间的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
根据该结构，能够根据将第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθis得到的值的反正切函数运算旋转角度θis，并且，根据将第2sin信号sinθos除以第2cos信号cosθos得到的值的反正切函数运算旋转角度θos，根据运算出的旋转角度θis和旋转角度θos之间的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，第1实施方式的第1相对角度检测装置100构成为，第1多极环形磁铁 10和第2多极环形磁铁11的外周面的部位在周向被交替磁化为不同的磁极。此外，第1旋转角度传感器12被配置成，(第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15的) 磁通检测部与第1多极环形磁铁10的外周面上形成的磁极面对置。此外，第2旋转角度传感器13被配置成，(第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17的)磁通检测部与第2多极环形磁铁11的外周面上形成的磁极面对置。根据该结构，例如，在针对环磁铁无法取得轴向方向的配置空间等情况下，能够以在径向上对置的方式配置旋转角度传感器。
此外，在第2实施方式的第2相对角度检测装置100A中，第1旋转角度传感器 12具有输出第1sin信号sinθis的第1sin磁传感器14和输出第1cos信号cosθis的第1cos磁传感器15，该第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15以相对于第1多极环形磁铁10的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态配置。此外，第2 旋转角度传感器13具有输出第2sin信号sinθos的第2sin磁传感器16和输出第2cos 信号cosθos的第2cos磁传感器17，该第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17以相对于第2多极环形磁铁11的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态配置。根据该结构，通过第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15，能够简单地输出与第1多极环形磁铁10的旋转角度θis对应的第1sin信号sinθis和第1cos信号cos θis。此外，通过第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17，能够简单地输出与第2 多极环形磁铁11的旋转角度θos对应的第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos。
此外，在第2实施方式的第2相对角度检测装置100A中，第1旋转角度传感器 12和第2旋转角度传感器13被设置成，当相对角度Δθ为0°时，第1旋转角度传感器12的输出和第2旋转角度传感器13的输出成为同相位。根据该结构，能够直接使用从第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13输出的信号，简单并且准确地运算相对角度Δθ。
此外，第2实施方式的第2相对角度检测装置100A具有：第3相对角度运算部 18r，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos 信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和 cosΔθ，根据Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度；异常判定部20，其根据第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref之间的差分值来判定异常。根据该结构，当第2相对角度Δθ2和以与第2 相对角度Δθ2不同的方法运算出的第3相对角度Δθref之间的差分值为预先设定的规定值以上时，能够检测到系统的异常。
此外，在第2实施方式的第2相对角度检测装置100A中，第3相对角度运算部 18r根据上式(6)～(7)运算相对角度正弦值sinΔθ，根据上式(8)～(9)运算相对角度余弦值cosΔθ。根据该结构，通过直接使用从第1旋转角度传感器12和第 2旋转角度传感器13输出的信号的计算，能够简单并且准确地运算相对角度正弦值 sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。
此外，第2实施方式的第2扭矩传感器1A具有扭矩运算部19，该扭矩运算部 19通过第2实施方式的第2相对角度检测装置100A，检测第2相对角度Δθ2作为通过扭杆22c联结的输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度，根据该第2相对角度Δθ2运算在输入轴22a和输出轴22b中产生的转向扭矩Ts。根据该结构，能够得到与上述第2相对角度检测装置100A同等的作用和效果。
此外，第2实施方式的电动助力转向装置2具有第2实施方式的第2扭矩传感器1A。根据该结构，能够通过与宽度较宽的扭矩检测范围对应的高精度的转向扭矩Ts 对电动马达33进行驱动控制，使其产生适当的转向辅助扭矩。其结果是，能够实施转向感觉等良好的转向辅助。
此外，第2实施方式的车辆3具有第2实施方式的电动助力转向装置2。根据该结构，能够得到与上述电动助力转向装置2同等的作用和效果。
(第3实施方式)
(结构)
本发明的第3实施方式除了代替上述第1实施方式的第1传感器部101而具有一部分结构不同的第2传感器部401以外，结构与上述第1实施方式相同。
以下，对与上述第1实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图12所示，第3实施方式的第3扭矩传感器4具有扭矩运算部19、第3相对角度检测装置400，第3相对角度检测装置400具有第2传感器部401、相对角度运算部18。
如图11所示，第2传感器部401代替上述第1实施方式的第1多极环形磁铁10 和第2多极环形磁铁11，具有第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41。
第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41与上述第1实施方式的第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11不同，构成为将环磁铁的轴向端面在周向上交替磁化为不同的磁极。
另外，第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41的安装位置与上述第1实施方式的第1多极环形磁铁10和第2多极环形磁铁11同样。此外，第3多极环形磁铁 40和第4多极环形磁铁41由同一结构的多极环形磁铁构成。
如图11所示，第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41例如如图中阴影部分为N极、非阴影部分为S极那样，在周向上交替均等地配置不同的磁极。
此外，第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41的在周向上相邻的S极和N 极的一组磁极构成磁极对。此外，第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41根据所需要的磁通密度，例如能够由钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁等构成。
第3实施方式的第2传感器部401具有与上述第1实施方式的第1传感器部101 同样的第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13，但是，它们的配置位置与上述第1实施方式不同的。
具体而言，如图11所示，将第1旋转角度传感器12的第1sin磁传感器14和第 1cos磁传感器15以与第3多极环形磁铁40的磁极面对置的方式被配置成在轴向方向上与第3多极环形磁铁40对置。此外，将第2旋转角度传感器13的第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17配置成在轴向方向上与第4多极环形磁铁41对置，使得与第4多极环形磁铁41的磁极面对置。
此外，如图11所示，第3实施方式的第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15 被配置成相对于磁极间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)。此外，如图 11所示，第2实施方式的第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17被配置成相对于磁极间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)。
另外，第3实施方式的第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13设于不与输入轴22a和输出轴22b同步旋转的固定部位。
这里，在第3实施方式中，第3多极环形磁铁40的旋转角度θis与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ1对应，第4多极环形磁铁41的旋转角度θos 与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ2对应。
(第3实施方式的效果)
第3实施方式除了上述第1实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第3实施方式的第3相对角度检测装置400具有将轴向的一个端面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41。第1 旋转角度传感器12被配置成，该第1旋转角度传感器12具有的磁通的检测部(第 1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15)与第3多极环形磁铁40的轴向的一个端面上形成的磁极面对置。此外，第2旋转角度传感器13被配置成，该第2旋转角度传感器13具有的磁通的检测部(第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17)与第4多极环形磁铁41的轴向的一个端面上形成的磁极面对置。
根据该结构，例如，在针对环磁铁无法取得径向方向的配置空间等情况下，能够以在轴向上对置的方式配置旋转角度传感器。
(第4实施方式)
(结构)
第4实施方式在上述第3实施方式的第3相对角度检测装置400中代替相对角度运算部18而具有传感器运算部180，扭矩运算部19根据从传感器运算部180输出的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第3实施方式相同。
以下，对与上述第3实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图13所示，第4实施方式的第4扭矩传感器4A具有第4相对角度检测装置 400A，第4相对角度检测装置400A具有第2传感器部401、传感器运算部180。
即，第4扭矩传感器4A除了第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13 的配置位置不同以外，结构与上述第2实施方式的第2扭矩传感器1A相同。具体而言，将上述第1旋转角度传感器12的第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15配置成在轴向方向上与第3多极环形磁铁40对置。并且，将第2旋转角度传感器13的第 2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17配置成在轴向方向上与第4多极环形磁铁41 对置。
这里，在第4实施方式中，第3多极环形磁铁40、即输入轴22a的旋转角度θis 与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ1对应，第4多极环形磁铁41，即输出轴22b的旋转角度θos与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ2对应。此外，在第4实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1对应，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。
(第4实施方式的效果)
第4实施方式除了上述第2实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第4实施方式的第4相对角度检测装置400A具有将轴向的一个端面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的第3多极环形磁铁40和第4多极环形磁铁41。第 1旋转角度传感器12被配置成，(第1sin磁传感器14和第1cos磁传感器15的)磁通检测部与第3多极环形磁铁40的轴向的一个端面上形成的磁极面对置。此外，第 2旋转角度传感器13被配置成，(第2sin磁传感器16和第2cos磁传感器17的)磁通检测部与第4多极环形磁铁41的轴向的一个端面上形成的磁极面对置。
根据该结构，例如，在针对环磁铁无法取得径向方向的配置空间等情况下，能够以在轴向上对置的方式配置旋转角度传感器。
(第5实施方式)
(结构)
本发明的第5实施方式除了代替上述第1实施方式的第1传感器部101而具有在相对角度的检测中使用旋转变压器的第3传感器部501以外，结构与上述第1实施方式相同。
以下，对与上述第1实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图16所示，第5实施方式的第5扭矩传感器5具有扭矩运算部19、第5相对角度检测装置500，第5相对角度检测装置500具有第3传感器部501、相对角度运算部18。
如图14和图15的(a)所示，第3传感器部501具有第1旋转变压器50、第2 旋转变压器51、励磁信号供给部56。
在图15的(b)所示的例中，第1旋转变压器50具有：第1转子52，其在外周均等地配置有12个齿；第1定子53，其设置在不与输入轴22a和输出轴22b同步旋转的固定部位，并且具有16个电枢绕组(磁极)，该16个电枢绕组是在均等地配置于内周上的16个极(Pole)上分别卷绕线圈而成的。
在图15的(c)所示的例中，第2旋转变压器51具有：第2转子54，其在外周均等地配置有12个齿；第2定子55，其设置在不与输入轴22a和输出轴22b同步旋转的固定部位，并且在周向上均等地配置有16个电枢绕组(磁极)，该16个电枢绕组是在均等地配置于内周上的16个极上分别卷绕线圈而成的。
另外，在第1旋转变压器50和第2旋转变压器51中，齿的数量不限于12个，也可以采用11个以下或13个以上的结构。此外，电枢绕组的数量不限于16个，也可以采用15个以下或17个以上的结构。
第1转子52以能够与该输入轴22a同步旋转的方式安装在输入轴22a上，第2 转子54以能够与该输出轴22b同步旋转的方式安装在输出轴22b上。
第1转子52和第1定子53被配置成，第1定子53同心地配置在第1转子52 的外侧，并且第1转子52的各齿和第1定子53的各电枢绕组在径向上隔开规定的气隙而对置。
第2转子54和第2定子55被配置成，第2定子55同心地配置在第2转子54 的外侧，并且第2转子54的各齿和第2定子55的各电枢绕组在径向上隔开规定的气隙而对置。
此外，在第5实施方式中，将第1转子52以能够与输入轴22a同步旋转的方式安装在输入轴22a的输出轴22b侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。并且，将第2转子54以能够与输出轴22b同步旋转的方式安装在输出轴22b的输入轴22a侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。
励磁信号供给部56向第1定子53和第2定子55的各电枢绕组的线圈供给正弦波状的励磁信号。
在第5实施方式中，第1旋转变压器50和第2旋转变压器51是4相的旋转变压器。即，第1定子53和第2定子55的各极被设置成从第1转子52和第2转子54 的齿的间距的整数倍偏移1/4间距。
由此，当将第1定子53和第2定子55的16个电枢绕组的线圈的输出在周向上按照每90°而分成4部分时，被分割出的周向90°内的4个电枢绕组的线圈的输出在相邻的电枢绕组间成为彼此分别错开90°相位的正弦波(或余弦波)信号。在第3 实施方式中，在各电枢绕组的线圈中，将输出相同的信号的线圈串联连接。
即，当设第1转子52的旋转角度为θis时，根据第1定子53的线圈的输出，能够得到表示sinθis的第1sin信号和表示cosθis的第1cos信号。
此外，当设第2转子54的旋转角度为θos时，根据第2定子55的线圈的输出，能够得到表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。
此外，与上述第1实施方式同样，设为“sinθis＝sin(θos+Δθ)”、“cosθis ＝cos(θos+Δθ)”。即，能够从第1定子53的线圈得到表示sin(θos+Δθ)的第1sin信号和表示cos(θos+Δθ)的第1cos信号。
如图16所示，将从各线圈输出的第1sin信号和第1cos信号、以及第2sin信号和第2cos信号经由未图示的旋转变压器缆线输入到相对角度运算部18。
第5实施方式的相对角度运算部18根据从第1定子53和第2定子55经由旋转变压器缆线输入的sin(θos+Δθ)、cos(θos+Δθ)、sinθos和cosθos，与上述第1实施方式同样地按照上式(1)～(4)运算sinΔθ和cosΔθ。然后，根据运算出的sinΔθ和cosΔθ，按照上式(5)运算相对角度Δθ。然后，将运算出的相对角度Δθ输出到扭矩运算部19。
这里，在第5实施方式中，第1转子52的旋转角度θis与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ1对应，第2转子54的旋转角度θos与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ2对应。
(第5实施方式的效果)
第5实施方式除了上述第1实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第5实施方式的第5相对角度检测装置500具有：第1转子52，其在外周均等地配置有多个齿，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转；第2转子54，其在外周均等地配置有多个齿，并且与输入轴22a和输出轴22b 中的输出轴22b同步旋转。并且具有：第1定子53，其与第1转子52同心地配置在该第1转子52的外侧，并且在内周均等配置地形成有多个极、且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；第2定子55，其与第2转子54同心地配置在该第2转子54 的外侧，并且在内周均等配置地形成有多个极、且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组。另外，并且具有：励磁信号供给部56，其向第1定子53和第2定子55的线圈供给励磁信号；相对角度运算部，其根据被供给励磁信号时从第1定子53的线圈输出的与第1转子52的旋转角度θis对应的表示sinθis的第1sin信号和表示cos θis的第1cos信号、以及被供给励磁信号时从第2定子55的线圈输出的与第2转子 54的旋转角度θos对应的表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号，运算与输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算相对角度Δθ。
根据该结构，运算sinΔθ和cosΔθ双方，运算将运算出的sinΔθ除以cosΔθ得到的值的反正切，从而能够运算相对角度Δθ。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域，也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够通过运算arctan(sinΔθ/cosΔθ) 这样的1次运算来运算相对角度Δθ，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，在第5实施方式的第5相对角度检测装置500中，第1定子53和第2定子55被设置成，在相对角度Δθ为0°时，第1定子53的线圈的输出和第2定子55 的线圈的输出成为同相位。
根据该结构，能够使用从第1定子53和第2定子55的线圈(检测线圈)输出的信号，按照上式(1)～(4)简单地运算sinΔθ和cosΔθ。
(第6实施方式)
(结构)
第6实施方式在上述第5实施方式的第5相对角度检测装置500中代替相对角度运算部18而具有传感器运算部180，扭矩运算部19根据从传感器运算部180输出的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第5实施方式相同。
以下，对与上述第5实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图17所示，第6实施方式的第6扭矩传感器5A具有扭矩运算部19、第6相对角度检测装置500A，第6相对角度检测装置500A具有第3传感器部501、传感器运算部180。
即，第6扭矩传感器5A除了代替第1传感器部101而具有第3传感器部501以外，结构与上述第2实施方式的第2扭矩传感器1A同样。
在第6实施方式中，从第3传感器部501的各线圈输出的第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis、以及第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos经由旋转变压器缆线而输入到传感器运算部180内的第2相对角度运算部18A和第3相对角度运算部18r。
第6实施方式的第2相对角度运算部18A根据从第1定子53和第2定子55经由旋转变压器缆线而输入的第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis、以及第2sin 信号sinθos和第2cos信号cosθos，与上述第2实施方式同样地运算输入轴22a的旋转角度θis和输出轴22b的旋转角度θos。然后，根据运算出的输入轴22a的旋转角度θis和输出轴22b的旋转角度θos之间的差分值来运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。然后，将运算出的第2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19和第1加减法器190。
另一方面，第6实施方式的第3相对角度运算部18r根据所输入的第1sin信号 sinθis和第1cos信号cosθis、以及第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，根据上式(6)～(9)运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。并且，根据运算出的相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ，按照上式(10)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
此外，与第2实施方式同样，根据第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref和第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2的差分值，在异常判定部20中进行异常判定。
这里，在第6实施方式中，第1转子52、即输入轴22a的旋转角度θis与权利要求书中的旋转角度θ1对应，第2转子54、即输出轴22b的旋转角度θos与权利要求书中的旋转角度θ2对应。此外，在第6实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书中的第1相对角度Δθ1对应，第3相对角度Δθref与权利要求书中的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。
(第6实施方式的效果)
第6实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第6实施方式的第6相对角度检测装置500A具有：第1转子52，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转；第2转子54，其在周向上交替均等地配置不同的磁极，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转。并且具有：第1定子53，其与第1转子52同心地配置在第1转子52的外侧，并且在内周均等地形成有多个极、且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；第2定子55，其与第2转子54同心地配置在第2转子54 的外侧，并且在内周均等地形成有多个极、且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组。另外，并且具有：励磁信号供给部56，其向第1定子53和第2定子55的线圈供给励磁信号；第2相对角度运算部18A，其根据被供给励磁信号时从第1定子53的线圈输出、并且与第1转子52的旋转角度θis对应的表示sinθis的第1sin信号和表示cosθis的第1cos信号，根据θis＝arctan(sinθis/cosθis)运算旋转角度θis，并且，根据被供给励磁信号时从第2定子55的线圈输出、并且与第2转子54的旋转角度θos对应的表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号，根据θos ＝arctan(sinθos/cosθos)运算旋转角度θos，根据旋转角度θis和旋转角度θos 之间的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
根据该结构，能够根据将第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθis得到的值的反正切函数运算旋转角度θis，并且，根据将第2sin信号sinθos除以第2cos信号cosθos得到的值的反正切函数运算旋转角度θos，根据运算出的旋转角度θis和旋转角度θos之间的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域，也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，在第6实施方式的第6相对角度检测装置500A中，第1定子53和第2 定子55被设置成，当相对角度Δθ为0°时，第1定子53的线圈的输出和第2定子 55的线圈的输出成为同相位。根据该结构，能够直接使用从第1定子53和第2定子55的线圈(检测线圈)输出的信号，简单并且准确地运算相对角度Δθ。
此外，第6实施方式的第6相对角度检测装置500A具有：第3相对角度运算部 18r，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos 信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cos Δθ，根据Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度；异常判定部20，其根据第2相对角度运算部 18A运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref的差分值来判定异常。根据该结构，当第2相对角度Δθ2和以与第2相对角度Δθ2不同的方法运算出的第3相对角度Δθref的差分值为预先设定的规定值以上时，能够检测到系统的异常。
(第7实施方式)
(结构)
本发明的第7实施方式除了代替上述第1实施方式的第1传感器部101而具有在旋转角度的检测中使用光学式编码器的第4传感器部601以外，结构与上述第1实施方式相同。
以下，对与上述第1实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图19所示，第7实施方式的第7扭矩传感器6具有扭矩运算部19、第7相对角度检测装置600，第7相对角度检测装置600具有第4传感器部601、相对角度运算部18。
如图18的(a)所示，第4传感器部601具有圆环形状并且薄板形状的第1码盘 60和第2码盘61、检测第1码盘60的旋转角度的第3旋转角度传感器62、检测第2 码盘61的旋转角度的第4旋转角度传感器63。
第1码盘60在板面的外周部附近，沿着周向等间隔地形成有由在平面图中为矩形状的贯通孔构成的多个槽隙60s。
第2码盘61在板面的外周部附近，沿着周向等间隔地形成有在平面图中为矩形状的贯通孔构成的多个槽隙61s。
此外，在第7实施方式中，将第1码盘60以能够与输入轴22a同步旋转的方式安装在输入轴22a的输出轴22b侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。并且，将第2码盘61以能够与输出轴22b同步旋转的方式安装在输出轴22b的输入轴22a侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。
第3旋转角度传感器62和第4旋转角度传感器63设置在不与输入轴22a和输出轴22b同步旋转的固定部位。第3旋转角度传感器62和第4旋转角度传感器63分别根据第1码盘60和第2码盘61的旋转角度输出sin信号和cos信号。
具体而言，第3旋转角度传感器62具有被配置成相对于槽隙的间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)的第1sin光学传感器64和第1cos光学传感器65。此外，第4旋转角度传感器63具有被配置成相对于槽隙的间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)的第2sin光学传感器66和第2cos光学传感器67。
第1sin光学传感器64根据第1码盘60的旋转角度输出第1sin信号，第1cos光学传感器65根据第1码盘的旋转角度输出第1cos信号。
此外，第2sin光学传感器66根据第2码盘61的旋转角度输出第2sin信号，第 2cos光学传感器67根据第2码盘61的旋转角度输出第2cos信号。
如图18的(b)所示，第1sin光学传感器64具有轴向截面为大致U字状的检测框62a、光源62b、受光部62c。
光源62b被配置成与在检测框62a的内侧的上下对置的2根框部中的上侧的框部上设置的凹部内对置，受光部62c被配置成与下侧的框部上设置的凹部内对置，使得受光部62c能够接收来自光源62b的射出光。
如图18的(a)所示，第1sin光学传感器64被配置成，通过检测框62a的2根框部夹着第1码盘60的外周侧端部的包含槽隙的形成位置的区域，以使得槽隙60a (贯通孔)的整体在检测框62a的内侧的光源62b和受光部62c之间的空间内通过。即，如图18的(b)所示，被配置成来自光源62b的射出光通过槽隙60a而能够由受光部62c接收。
另外，第1cos光学传感器65、第2sin光学传感器66、第2cos光学传感器67仅通过将检测框的标号置换为65a、66a、67a，将光源的标号置换为65b、66b、67b，将受光部的标号置换为65c、66c、67c，就能够成为与上述第1sin光学传感器64同样的结构，因此省略说明。
此外，在第7实施方式中，与上述第1实施方式同样，设第1码盘60的旋转角度(电角度)为θis、第2码盘61的旋转角度(电角度)为θos。此外，设第1码盘60和第2码盘61之间的相对角度(即输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度)为Δθ。
此外，在第7实施方式中，也与上述第1实施方式同样，以规定角度(例如，0 °)对θos进行固定，θis变化。
即，在第7实施方式中，从第1sin光学传感器64输出表示sin(θos+Δθ)的第1sin信号，从第1cos光学传感器65输出表示cos(θos+Δθ)的第1cos信号。此外，从第2sin光学传感器66输出表示sinθos的第2sin信号，从第2cos光学传感器67输出表示cosθos的第2cos信号。
这些输出的sin(θos+Δθ)、cos(θos+Δθ)、sinθos和cosθos如图19所示，被输入到相对角度运算部18。
第7实施方式的相对角度运算部18根据从第1sin光学传感器64、第1cos光学传感器65、第2sin光学传感器66和第2cos光学传感器67输入的sin(θos+Δθ)、 cos(θos+Δθ)、sinθos和cosθos，与上述第1实施方式同样地按照上式(1)～ (4)运算sinΔθ和cosΔθ。然后，根据运算出的sinΔθ和cosΔθ，按照上式(5) 运算相对角度Δθ。然后，将运算出的相对角度Δθ输出到扭矩运算部19。
这里，在第4实施方式中，第1码盘60的旋转角度θis与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ1对应，第2码盘61的旋转角度θos与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ2对应。
(第7实施方式的效果)
第7实施方式除了具有上述第1实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第7实施方式的第7相对角度检测装置600具有：第1码盘60，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙60s，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转；第2码盘61，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙61s，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转。并且具有：第3旋转角度传感器62，其具有光源(光源64b和65b)和受光部(受光部64c和65c)，该受光部 (受光部64c和65c)接收来自光源的射出光在第1码盘60的槽隙60s中透过后的透过光，输出与第1码盘的旋转角度θis对应的表示sinθis的第1sin信号和表示cos θis的第1cos信号；第4旋转角度传感器63，其具有光源(光源66b和67b)和受光部(受光部66c和67c)，该受光部(受光部66c和67c)接收来自光源的射出光在第2码盘61的槽隙61s中透过后的透过光，输出与第2码盘61的旋转角度θos对应的表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。另外，并且具有相对角度运算部18，该相对角度运算部18根据第1sin信号和第1cos信号、以及第2sin信号和第2cos信号，运算与输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算相对角度Δθ。
根据该结构，运算sinΔθ和cosΔθ双方，运算将运算出的sinΔθ除以cosΔθ而得到的值的反正切，从而能够运算相对角度Δθ。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够通过运算arctan(sinΔθ/cosΔθ) 这样的1次运算来运算相对角度Δθ，因此能够运算更高精度的扭矩值。
在第7实施方式的第7相对角度检测装置600中，第3旋转角度传感器62和第 4旋转角度传感器63被设置成，当相对角度Δθ为0°时，第1旋转角度传感器的输出和第2旋转角度传感器的输出成为同相位。
根据该结构，能够直接使用从第3旋转角度传感器62和第4旋转角度传感器63 输出的信号，按照上式(1)～(4)简单地运算sinΔθ和cosΔθ。
(第8实施方式)
(结构)
本发明的第8实施方式在上述第7实施方式的第7相对角度检测装置600中代替相对角度运算部18而具有传感器运算部180，扭矩运算部19根据从传感器运算部180 输出的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第7实施方式相同。
以下，对与上述第7实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图20所示，第8实施方式的第8扭矩传感器6A具有扭矩运算部19、第8相对角度检测装置600A，第8相对角度检测装置600A具有第4传感器部601、传感器运算部180。
即，第8扭矩传感器6A除了代替第1传感器部101而具有第4传感器部601以外，结构与上述第2实施方式的第2扭矩传感器1A同样。
此外，在第8实施方式中，从各光学传感器输出的第1sin信号sinθis、第1cos 信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos被输入到传感器运算部180 内的第2相对角度运算部18A和第3相对角度运算部18r。
第8实施方式的第2相对角度运算部18A根据从第1sin光学传感器64、第1cos 光学传感器65、第2sin光学传感器66和第2cos光学传感器67输入的第1sin信号sin θis和第1cos信号cosθis、以及第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，与上述第2实施方式同样地运算输入轴22a的旋转角度θis和输出轴22b的旋转角度θos。然后，根据运算出的输入轴22a的旋转角度θis和输出轴22b的旋转角度θos的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。然后，将运算出的第2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19。
另一方面，第8实施方式的第3相对角度运算部18r根据所输入的第1sin信号 sinθis和第1cos信号cosθis、以及第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，根据上式(6)～(9)运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。并且，根据运算出的相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ，按照上式(10)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
此外，与第2实施方式同样，根据第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref和第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2的差分值，在异常判定部20中进行异常判定。
这里，在第8实施方式中，第1码盘60、即输入轴22a的旋转角度θis与权利要求书中的旋转角度θ1对应，第2码盘61、即输出轴22b的旋转角度θos与权利要求书中的旋转角度θ2对应。此外，在第8实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书中的第1相对角度Δθ1对应，第3相对角度Δθref与权利要求书中的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。
(第8实施方式的效果)
第8实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第8实施方式的第8相对角度检测装置600A具有：第1码盘60，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙60s，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转；第2码盘61，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙61s，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转。并且具有：第3旋转角度传感器62，其具有光源(光源64b和65b)和受光部(受光部64c和65c)，该受光部 (受光部64c和65c)接收来自光源的射出光在第1码盘60的槽隙60s中透过后的透过光，输出与第1码盘60的旋转角度θis对应的表示sinθis的第1sin信号和表示cos θis的第1cos信号；第4旋转角度传感器63，其具有光源(光源66b和67b)和受光部(受光部66c和67c)，该受光部(受光部66c和67c)接收来自光源的射出光在第2码盘61的槽隙61s中透过后的透过光，输出与第2码盘61的旋转角度θos对应的表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。另外，并且具有第2相对角度运算部18A，该第2相对角度运算部18A根据第1sin信号sinθis和第1cos 信号cosθis，根据θis＝arctan(sinθis/cosθis)运算旋转角度θis，并且，根据第 2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，根据θos＝arctan(sinθos/cosθos)运算旋转角度θos，根据旋转角度θis和旋转角度θos的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
根据该结构，根据将第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθis得到的值的反正切函数运算旋转角度θis，并且，根据将第2sin信号sinθos除以第2cos信号cos θos得到的值的反正切函数运算旋转角度θos，根据运算出的旋转角度θis和旋转角度θos的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，在第8实施方式的第8相对角度检测装置600A中，第3旋转角度传感器 62和第4旋转角度传感器63被设置成，当相对角度Δθ为0°时，第3旋转角度传感器62的输出和第4旋转角度传感器63的输出成为同相位。根据该结构，能够直接使用从第3旋转角度传感器62和第4旋转角度传感器63输出的信号，简单并且准确地运算相对角度Δθ。
此外，第8实施方式的第8相对角度检测装置600A具有：第3相对角度运算部18r，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos 信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cos Δθ，根据Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度；异常判定部20，其根据第2相对角度运算部 18A运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref的差分值来判定异常。根据该结构，当第2相对角度Δθ2和以与第2相对角度Δθ2不同的方法运算出的第3相对角度Δθref的差分值为预先设定的规定值以上时，能够检测到系统的异常。
(第9实施方式)
(结构)
本发明的第9实施方式除了代替上述第1实施方式的第1传感器部101而具有在旋转角度的检测中使用涡流的第5传感器部701以外，结构与上述第1实施方式相同。
以下，对与上述第1实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图22所示，第9实施方式的第9扭矩传感器7具有扭矩运算部19、第9相对角度检测装置700，第9相对角度检测装置700具有第5传感器部701、相对角度运算部18。
如图21的(a)所示，第5传感器部701具有第1标板(target)70和第2标板 71、检测第1标板70的旋转角度的第5旋转角度传感器72、检测第2标板71的旋转角度的第6旋转角度传感器73。
第1标板70具有：由环状并且薄板形状的导体构成的第1环状导体70a；将第1 环状导体70a的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状而成的第1正弦波状部70b。即，第1正弦波状部70b成为径向的宽度呈正弦波状变化的形状。
第2标板71具有：由环状并且薄板形状的导体构成的第2环状导体71a；将第2 环状导体71a的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状而成的第2正弦波状部71b。即，第2正弦波状部71b成为径向的宽度呈正弦波状变化的形状。
第1标板70和第2标板71例如能够由铝、钢、铜等金属，或者含有金属的塑料材料等导体构成。
此外，在第9实施方式中，将第1标板70以能够与输入轴22a同步旋转的方式安装到输入轴22a的输出轴22b侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。并且，将第2标板71以能够与输出轴22b同步旋转方式安装到输出轴22b的输入轴22a侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。
第5旋转角度传感器72和第6旋转角度传感器73设置在不与输入轴22a和输出轴22b同步旋转的固定部位。第5旋转角度传感器72和第6旋转角度传感器73分别根据第1标板70和第2标板71的旋转角度输出sin信号和cos信号。
具体而言，如图21的(b)所示，第5旋转角度传感器72具有基板72s。并且，在基板72s的正面表面72a上，具有在电感的变化相对于第1标板70的第1正弦波状部70b而成为+Sin、+Cos、-Sin、-Cos的位置处安装的平面线圈L1、L2、L3、L4。
并且，如图21的(c)所示，第5旋转角度传感器72具有在基板72s的背面表面72b上安装的、ASIC(具有特定用途的IC)72c和周边电路72d。
此外，在第9实施方式中，将第5旋转角度传感器72配置成与第1标板70在轴向方向上对置，使得其平面线圈L1～L4与第1标板70的第1正弦波状部70b对置。此外，将第6旋转角度传感器73配置成与第2标板71在轴向方向上对置，使得其平面线圈L1～L4与第2标板71的第2正弦波状部71b对置。
第5旋转角度传感器72在平面线圈L1～L4中流过电流而使这些平面线圈被励磁，通过基于该励磁而产生的磁通使第1标板70产生涡流。然后，在周边电路72d 中，检测由于该产生的涡流而使平面线圈L1～L4的电感减小时的电压变化(涡流损耗)。通过周边电路72d将该电压变化检测为+Sin、+Cos、-Sin、-Cos的差动信号。第5旋转角度传感器72通过ASIC 72c将由周边电路72d检测到的与第1标板70的旋转角度对应的差动信号转换为单端(Single end)的信号。然后，输出转换后的信号即第1sin信号和第1cos信号。
另一方面，第6旋转角度传感器73仅通过在第5旋转角度传感器72中将基板的标号置换为73s，将正面表面的标号置换为73a，将背面表面的标号置换为73b，将 ASIC的标号置换为73c，将周边电路的标号置换为73d，就能够成为与上述第5旋转角度传感器72同样的结构，因此省略说明。
然后，第6旋转角度传感器73将周边电路73d检测到的与第2标板71的旋转角度对应的差动信号在ASIC73c中转换为单端的信号。然后，输出转换后的信号即第 2sin信号和第2cos信号。
此外，在第9实施方式中，与上述第1实施方式同样，设第1标板70的旋转角度(电角度)为θis、第2标板71的旋转角度(电角度)为θos。此外，设第1标板 70和第2标板71之间的相对角度(即输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度)Δθ。
此外，在第9实施方式中，也与上述第1实施方式同样，以规定角度(例如，0 °)对θos进行固定，θis变化。
即，在第5实施方式中，从第5旋转角度传感器72输出表示sin(θos+Δθ) 的第1sin信号和表示cos(θos+Δθ)的第1cos信号。此外，从第6旋转角度传感器73输出表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。
这些输出的sin(θos+Δθ)、cos(θos+Δθ)、sinθos和cosθos如图16所示，输入到相对角度运算部18。
第9实施方式的相对角度运算部18根据从第5旋转角度传感器72和第6旋转角度传感器73输入的sin(θos+Δθ)、cos(θos+Δθ)、sinθos和cosθos，与上述第1实施方式同样地，按照上式(1)～(4)运算sinΔθ和cosΔθ。然后，根据运算出的sinΔθ和cosΔθ，按照上式(5)运算相对角度Δθ。然后，将运算出的相对角度Δθ输出到扭矩运算部19。
这里，在第9实施方式中，第1标板70的旋转角度θis与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ1对应，第2标板71的旋转角度θos与权利要求书和用于解决问题的手段中的旋转角度θ2对应。此外，平面线圈L1、L2、L3、L4与电感元件对应。
(第9实施方式的效果)
第9实施方式除了具有上述第1实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第9实施方式的第9相对角度检测装置700具有第1标板70，该第1标板70具有径向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第1正弦波状部70b，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转。并且具有第2标板71，该第2标板71具有径向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第2正弦波状部71b，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转。并且具有第5旋转角度传感器72，该第5旋转角度传感器72具有与第1正弦波状部70b隔开规定间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第1标板70的旋转角度θis对应的涡流损耗，输出表示sinθis的第1sin信号和表示cosθis的第1cos信号。并且具有第6旋转角度传感器73，该第6旋转角度传感器73具有与第2正弦波状部 71b隔开规定间隙而对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第2标板71的旋转角度θos对应的涡流损耗，输出表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。并且具有相对角度运算部18，该相对角度运算部18根据第1sin信号和第1cos信号、以及第2sin信号和第2cos信号，运算与输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ /cosΔθ)运算相对角度Δθ。
根据该结构，运算sinΔθ和cosΔθ双方，运算将运算出的sinΔθ除以cosΔθ得到的值的反正切，从而能够运算相对角度Δθ。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够通过运算arctan(sinΔθ/cosΔθ) 这样的1次运算来运算相对角度Δθ，因此能够运算更高精度的扭矩值。
第1标板70具有第1环状导体70a、以及将第1环状导体70a的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的第1正弦波状部70b。并且，第2标板71具有第2环状导体71a、以及将第2环状导体71a的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的第2正弦波状部71b。并且，第5旋转角度传感器72被配置成与第1标板70的轴向的一个端面对置，使得该第5旋转角度传感器72具有的多个电感元件(平面线圈L1～L4)与第1正弦波状部 70b对置。并且，第6旋转角度传感器73被配置成与第2标板71的轴向的一个端面对置，使得该第6旋转角度传感器73具有的多个电感元件(平面线圈L1～L4)与第 2正弦波状部71b对置。
根据该结构，例如，在针对标板无法取得径向方向的配置空间等情况下，能够以在轴向对置的方式配置旋转角度传感器。
(第10实施方式)
(结构)
本发明的第10实施方式在上述第9实施方式的第9相对角度检测装置700中代替相对角度运算部18而具有传感器运算部180，扭矩运算部19根据从传感器运算部 180输出的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第9实施方式相同。
以下，对与上述第9实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图23所示，第10实施方式的第10扭矩传感器7A具有扭矩运算部19、第10 相对角度检测装置700A，第10相对角度检测装置700A具有第5传感器部701、传感器运算部180。
即，第10扭矩传感器7A除了代替第1传感器部101而具有第5传感器部701 以外，结构与上述第2实施方式的第2扭矩传感器1A同样。
此外，在第10实施方式中，从第5旋转角度传感器72和第6旋转角度传感器 73输出的第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos 信号cosθos被输入到传感器运算部180内的第2相对角度运算部18A和第3相对角度运算部18r。
第10实施方式的第2相对角度运算部18A根据从第5旋转角度传感器72和第6 旋转角度传感器73输入的第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sin θos和第2cos信号cosθos，与第2实施方式同样地运算输入轴22a的旋转角度θis 和输出轴22b的旋转角度θos。然后，根运算出的输入轴22a的旋转角度θis和输出轴22b的旋转角度θos的差分值，运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴 22b之间的相对角度。然后，将运算出的第2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19。
另一方面，第10实施方式的第3相对角度运算部18r根据输入的第1sin信号sin θis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，根据上式(6)～ (9)运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。并且，根据运算出的相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ，按照上式(10)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
此外，与第2实施方式同样地，根据第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref和第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2的差分值，在异常判定部20中进行异常判定。
这里，在第10实施方式中，第1标板70、即输入轴22a的旋转角度θis与权利要求书中的旋转角度θ1对应，第2标板71、即输出轴22b的旋转角度θos与权利要求书中的旋转角度θ2对应。此外，平面线圈L1、L2、L3、L4与权利要求书中的电感元件对应。此外，在第10实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书中的第1 相对角度Δθ1对应，第3相对角度Δθref与权利要求书中的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。
(第10实施方式的效果)
第10实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第10实施方式的第10相对角度检测装置700A具有第1标板70，该第1标板 70具有径向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第1正弦波状部70b，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转。并且具有第2标板71，该第2标板71具有径向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第2正弦波状部 71b，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转。并且具有第5旋转角度传感器72，该第5旋转角度传感器72具有与第1正弦波状部70b隔开规定间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第1标板70的旋转角度θis对应的涡流损耗，输出表示sinθis的第1sin信号和表示cosθis的第1cos 信号。并且具有第6旋转角度传感器73，该第6旋转角度传感器73具有与第2正弦波状部71b隔开规定间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第2标板71的旋转角度θos对应的涡流损耗，输出表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。另外，并且具有第2相对角度运算部18A，该第2 相对角度运算部18A根据第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis，根据θis＝arctan (sinθis/cosθis)运算旋转角度θis，并且根据第2sin信号sinθos和第2cos信号 cosθos，根据θos＝arctan(sinθos/cosθos)运算旋转角度θos，根据旋转角度θ is和旋转角度θos的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
根据该结构，运算sinΔθ和cosΔθ双方，运算将运算出的sinΔθ除以cosΔθ得到的值的反正切，由此能够运算第2相对角度Δθ2。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，在第10实施方式的第10相对角度检测装置700A中，第1标板70具有第1环状导体70a、以及将第1环状导体70a的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的第1正弦波状部70b。并且，第2标板71具有第2环状导体71a、以及将第2环状导体71a的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的第2正弦波状部71b。并且，第5旋转角度传感器72被配置成与第1标板70的轴向的一个端面对置，使得该第5旋转角度传感器 72具有的多个电感元件(平面线圈L1～L4)与第1正弦波状部70b对置。并且，第 6旋转角度传感器73被配置成与第2标板71的轴向的一个端面对置，使得该第6旋转角度传感器73具有的多个电感元件(平面线圈L1～L4)与第2正弦波状部71b对置。
根据该结构，例如，在针对标板无法取得径向方向的配置空间等的情况下，能够以在轴向上对置的方式配置旋转角度传感器。
此外，在第10实施方式的第10相对角度检测装置700A中，第5旋转角度传感器72和第6旋转角度传感器73被设置成，当相对角度Δθ为0°时，第5旋转角度传感器72的输出和第6旋转角度传感器73的输出成为同相位。根据该结构，能够直接使用从第5旋转角度传感器72和第6旋转角度传感器73输出的信号，简单并且准确地运算相对角度Δθ。
此外，第10实施方式的第10相对角度检测装置700A具有：第3相对角度运算部18r，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第 2cos信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和 cosΔθ，根据Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度；异常判定部20，其根据第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref的差分值来判定异常。根据该结构，当第2相对角度Δθ2和以与第2相对角度Δθ2不同的方法运算出的第3相对角度Δθref的差分值为预先设定的规定值以上时，能够检测到系统的异常。
(第11实施方式)
(结构)
本发明的第11实施方式除了代替上述第1实施方式的第1传感器部101而具有在旋转角度的检测中使用涡流的第6传感器部801以外，结构与上述第1实施方式相同。
以下，对与上述第1实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图25所示，第11实施方式的第11扭矩传感器8具有扭矩运算部19和第11 相对角度检测装置800，第11相对角度检测装置800具有第6传感器部801、相对角度运算部18。
第6传感器部801具有第3标板80和第4标板81、检测第3标板80的旋转角度的第7旋转角度传感器82、检测第4标板81的旋转角度的第8旋转角度传感器83。
第3标板80具有圆筒状的第1圆筒体80a和第3正弦波状部80b，该第3正弦波状部80b在第1圆筒体80a的外周部沿着周向形成为环状，在平面图中成为2个正弦波上下线对称地合在一起的形状。即，第3正弦波状部80b成为轴向的宽度呈正弦波状变化的形状。
第4标板81具有圆筒状的第2圆筒体81a和第4正弦波状部81b，该第4正弦波状部81b在第2圆筒体81a的外周部沿着周向形成为环状，在平面图中成为2个正弦波形状上下线对称地合在一起的形状。即，第4正弦波状部81b成为轴向的宽度呈正弦波状变化的形状。
第3正弦波状部80b和第4正弦波状部81b例如能够由铝、钢、铜等金属或者含有金属的塑料材料等导体构成。
此外，在第11实施方式中，将第3标板80以能够与输入轴22a同步旋转的方式安装到输入轴22a的输出轴22b侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。并且，将第4标板81以能够与输出轴22b同步旋转的方式安装到输出轴22b的输入轴22a侧端部(理想的是扭杆22c的联结位置)。
第7旋转角度传感器82和第8旋转角度传感器83设置在不与输入轴22a和输出轴22b同步旋转的固定部位。第7旋转角度传感器82和第8旋转角度传感器83分别根据第3标板80和第4标板81的旋转角度输出sin信号和cos信号。
具体而言，如图24的(a)所示，第7旋转角度传感器82的与第3标板80的外周面对置的面成为沿着外周面的曲面状。然后，如图24的(b)所示，第7旋转角度传感器82具有在曲面82a上设置的平面线圈L1、L2、L3、L4。
即，在第11实施方式中，如图24的(a)所示，将第7旋转角度传感器82配置成与第3标板80在径向方向上对置，使得其平面线圈L1～L4隔开规定间隙而与第3 标板80的第3正弦波状部80b对置。
这里，曲面82a上设置的平面线圈L1～L4被配置为电感的变化相对于第3标板 80的第3正弦波状部80b成为+Sin、+Cos、-Sin、-Cos的位置关系。
并且，如图24的(c)所示，关于第7旋转角度传感器82，当从曲面82a的相反侧的面82b侧观察时，在内部具有基板82s，具有在该基板82s的曲面82a侧的面上安装的ASIC 82c和周边电路82d。
第7旋转角度传感器82在平面线圈L1～L4中流过电流而使这些平面线圈被励磁，通过基于该励磁而产生的磁通使第3标板80产生涡流。然后，由于该产生的涡流而产生涡流损耗，平面线圈L1～L4的电感减小。在周边电路82d中检测此时的电压变化。该电压变化被检测为+Sin、+Cos、-Sin、-Cos的差动信号。
即，第7旋转角度传感器82通过周边电路82d检测与第3标板80的旋转角度对应的差动信号，通过ASIC 82c将检测到的差动信号转换为单端的信号。然后，输出转换后的信号即第1sin信号和第1cos信号。
另一方面，如图24的(a)所示，第8旋转角度传感器83的与第4标板81的外周面对置的面成为沿着外周面的曲面状。
这里，第8旋转角度传感器83仅通过将曲面的标号置换为83a，将曲面82a的相反侧的面的标号置换为83b，将基板的标号置换为83S，将ASIC的标号置换为83c，将周边电路的标号置换为83d，就能够成为与上述第7旋转角度传感器82同样的结构，因此省略说明。
然后，在第11实施方式中，如图24的(a)所示，将第8旋转角度传感器83配置成与第4标板81在径向方向上对置，使得其平面线圈L1～L4隔开规定间隙而与第4标板81的第4正弦波状部81b对置。
并且，第8旋转角度传感器83通过周边电路83d检测与第4标板81的旋转角度对应的差动信号，通过ASIC 83c将检测到的差动信号转换为单端的信号。然后，输出转换后的信号即第2sin信号和第2cos信号。
此外，在第11实施方式中，与上述第1实施方式同样，设第3标板80的旋转角度(电角度)为θis、第4标板81的旋转角度(电角度)为θos。此外，设第3标板 80和第4标板81之间的相对角度(即输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度)为Δθ。
此外，在第11实施方式中，也与上述第1实施方式同样，以规定角度(例如，0 °)对θos进行固定，θis变化。
即，在第11实施方式中，从第7旋转角度传感器82输出表示sin(θos+Δθ) 的第1sin信号和表示cos(θos+Δθ)的第1cos信号。此外，从第8旋转角度传感器83输出表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。
这些输出的sin(θos+Δθ)、cos(θos+Δθ)、sinθos和cosθos如图25所示，被输入到相对角度运算部18。
第11实施方式的相对角度运算部18根据从第7旋转角度传感器82和第8旋转角度传感器83输入的sin(θos+Δθ)、cos(θos+Δθ)、sinθos和cosθos，与上述第1实施方式同样地按照上式(1)～(4)运算sinΔθ和cosΔθ。然后，根据运算出的sinΔθ和cosΔθ，按照上式(5)运算相对角度Δθ。然后，将运算出的相对角度Δθ输出到扭矩运算部19。
这里，在第11实施方式中，第3标板80的旋转角度θis与权利要求书中的旋转角度θ1对应，第4标板81的旋转角度θos与权利要求书中的旋转角度θ2对应。此外，平面线圈L1、L2、L3、L4与权利要求书中的电感元件对应。
(第11实施方式的效果)
第11实施方式除了具有上述第1实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第11实施方式的第11相对角度检测装置800具有第3标板80，该第3标板80 具有轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第3正弦波状部80b，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转。并且具有第4标板81，该第4标板81具有轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第4正弦波状部 81b，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转。并且具有第7旋转角度传感器82，该第7旋转角度传感器82具有与第3正弦波状部80b隔开规定间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第3标板80的旋转角度θis对应的涡流损耗，输出表示sinθis的第1sin信号和表示cosθis的第1cos 信号。并且具有第8旋转角度传感器83，该第8旋转角度传感器83具有与第4正弦波状部81b隔开规定间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第4标板81的旋转角度θos对应的涡流损耗，输出表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。并且具有相对角度运算部18，该相对角度运算部 18根据第1sin信号和第1cos信号、以及第2sin信号和第2cos信号，运算与输入轴 22a和输出轴22b之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan (sinΔθ/cosΔθ)运算相对角度Δθ。
根据该结构，运算sinΔθ和cosΔθ双方，运算将运算出的sinΔθ除以cosΔθ得到的值的反正切，从而能够运算相对角度Δθ。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够通过运算arctan(sinΔθ/cosΔθ) 这样的1次运算来运算相对角度Δθ，因此能够运算更高精度的扭矩值。
第3标板80具有第1圆筒体80a和第3正弦波状部80b，该第3正弦波状部80b 设置于第1圆筒体80a的外周面，形成为在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状。并且，第4标板81具有第2圆筒体81a和第4正弦波状部81b，该第4 正弦波状部81b设置于第2圆筒体81a的外周面，形成为在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状。第7旋转角度传感器82被配置成与第3标板80的外周面对置，使得该第7旋转角度传感器82具有的多个电感元件(平面线圈L1～L4)与第3正弦波状部80b对置。并且，第8旋转角度传感器83被配置成与第4标板81 的外周面对置，使得该第8旋转角度传感器83具有的多个电感元件(平面线圈L1～ L4)与第4正弦波状部81b对置。
根据该结构，例如，在针对标板无法取得轴向方向的配置空间等情况下，能够以在径向上对置的方式配置旋转角度传感器。
(第12实施方式)
(结构)
本发明的第12实施方式在上述第11实施方式的第11相对角度检测装置800中代替相对角度运算部18而具有传感器运算部180，扭矩运算部19根据从传感器运算部180输出的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第11实施方式相同。
以下，对与上述第11实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
如图26所示，第12实施方式的第12扭矩传感器8A具有扭矩运算部19和第12 相对角度检测装置800A，第12相对角度检测装置800A具有第6传感器部801和传感器运算部180。
即，第12扭矩传感器8A除了代替第1传感器部101而具有第6传感器部801 以外，结构与上述第2实施方式的第2扭矩传感器1A同样。
此外，在第12实施方式中，从第7旋转角度传感器82和第8旋转角度传感器 83输出的第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos 信号cosθos被输入到传感器运算部180内的第2相对角度运算部18A和第3相对角度运算部18r。
第12实施方式的第2相对角度运算部18A根据从第7旋转角度传感器82和第8 旋转角度传感器83输入的第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sin θos和第2cos信号cosθos，与上述与第2实施方式同样地运算输入轴22a的旋转角度θis和输出轴22b的旋转角度θos。然后，根据运算出的输入轴22a的旋转角度θ is和输出轴22b的旋转角度θos的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。然后，将运算出的第2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19。
另一方面，第12实施方式的第3相对角度运算部18r根据从第7旋转角度传感器82和第8旋转角度传感器83输入的第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第 2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，根据上式(6)～(9)运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。并且，根据运算出的相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ，按照上式(10)运算第3相对角度Δθref作为输入轴 22a和输出轴22b之间的相对角度。
此外，与第2实施方式同样地，根据第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref和第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2的差分值，在异常判定部20中进行异常判定。
这里，在第12实施方式中，第3标板80、即输入轴22a的旋转角度θis与权利要求书中的旋转角度θ1对应，第4标板81、即输出轴22b的旋转角度θos与权利要求书中的旋转角度θ2对应。此外，平面线圈L1、L2、L3、L4与权利要求书中的电感元件对应。此外，在第12实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书中的第1 相对角度Δθ1对应，第3相对角度Δθref与权利要求书中的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。
(第12实施方式的效果)
第12实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外还具有以下的效果。
第12实施方式的第12相对角度检测装置800A具有第3标板80，该第3标板 80具有轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第3正弦波状部80b，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b中的输入轴22a同步旋转。并且具有第4标板81，该第4标板81具有轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第4正弦波状部 81b，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转。并且具有第7旋转角度传感器82，该第7旋转角度传感器82具有与第3正弦波状部80b隔开规定间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第3标板80的旋转角度θis对应的涡流损耗，输出表示sinθis的第1sin信号和表示cosθis的第1cos 信号。并且具有第8旋转角度传感器83，该第8旋转角度传感器83具有与第4正弦波状部81b隔开规定间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件(平面线圈L1～L4)，检测与第4标板81的旋转角度θos对应的涡流损耗，输出表示sinθos的第2sin信号和表示cosθos的第2cos信号。另外，并且具有第2相对角度运算部18A，该第2 相对角度运算部18A根据第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis，根据θis＝arctan (sinθis/cosθis)运算旋转角度θis，并且根据第2sin信号sinθos和第2cos信号 cosθos，根据θos＝arctan(sinθos/cosθos)运算旋转角度θos，根据旋转角度θ is和旋转角度θos的差分值运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。
根据该结构，运算sinΔθ和cosΔθ双方，运算将运算出的sinΔθ除以cosΔθ得到的值的反正切，从而能够运算第2相对角度Δθ2。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
在第12实施方式的第12相对角度检测装置800A中，第3标板80具有第1圆筒体80a和第3正弦波状部80b，该第3正弦波状部80b设置于第1圆筒体80a的外周面，形成为在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状。并且，第4 标板81具有第2圆筒体81a和第4正弦波状部81b，该第4正弦波状部81b设置于第2圆筒体81a的外周面，形成为在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状。第7旋转角度传感器82被配置成与第3标板80的外周面对置，使得该第7 旋转角度传感器82具有的多个电感元件(平面线圈L1～L4)与第3正弦波状部80b 对置。并且，第8旋转角度传感器83被配置成与第4标板81的外周面对置，使得该第8旋转角度传感器83具有的多个电感元件(平面线圈L1～L4)与第4正弦波状部81b对置。
根据该结构，例如，在针对标板无法取得轴向方向的配置空间等情况下，能够以在径向上对置的方式配置旋转角度传感器。
此外，在第12实施方式的第12相对角度检测装置800A中，第7旋转角度传感器82和第8旋转角度传感器83被设置成，当相对角度Δθ为0°时，第7旋转角度传感器82的输出和第8旋转角度传感器83的输出成为同相位。根据该结构，能够直接使用从第7旋转角度传感器82和第8旋转角度传感器83输出的信号，简单并且准确地运算相对角度Δθ。
此外，第12实施方式的第12相对角度检测装置800A具有：第3相对角度运算部18r，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第 2cos信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和 cosΔθ，根据Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度；异常判定部20，其根据第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref的差分值来判定异常。根据该结构，当第2相对角度Δθ2和与以第2相对角度Δθ2不同的方法运算出的第3相对角度Δθref的差分值为预先设定的规定值以上时，能够检测到系统的异常。
(第13实施方式)
(结构)
本发明的第13实施方式代替上述第2实施方式的传感器运算部180而具有一部分结构不同的第2传感器运算部180'，扭矩运算部19根据从第2传感器运算部180' 输入的相对角度运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第2实施方式相同。
以下，对与上述第2实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
虽然省略图示，但是，第13实施方式的第13扭矩传感器90构成为在上述第2 实施方式的第2扭矩传感器1A中代替第1相对角度检测装置100而具有第13相对角度检测装置102。第13实施方式的第13相对角度检测装置102构成为在第2实施方式的第2相对角度检测装置100A中代替传感器运算部180而具有第2传感器运算部180'。
如图27所示，第13实施方式的第2传感器运算部180'除了将第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref输出第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。其以外的结构与上述第2实施方式的传感器运算部180同样。
另一方面，第13实施方式的扭矩运算部19根据从第2相对角度运算部18A输入的第2相对角度Δθ2和从第3相对角度运算部18r输入的第3相对角度Δθref运算转向扭矩Ts。即，根据通过各个不同的运算方法运算出的第2相对角度Δθ2和第 3相对角度Δθref运算转向扭矩Ts。例如，运算第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref的平均值Δθave，根据该平均值Δθave运算转向扭矩Ts。
这里，在第13实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1对应，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。
另外，第13实施方式的第2传感器运算部180'和扭矩运算部19的结构不限于第 2实施方式，也能够应用于第4、第6、第8、第10和第12实施方式。
(第13实施方式的效果)
第13实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外还具有以下的效果。
在第13实施方式的第13相对角度检测装置102中，第3相对角度运算部18r除了将运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。然后，第13实施方式的第13扭矩传感器90根据从第2相对角度运算部18A 输入的第2相对角度Δθ2和从第3相对角度运算部18r输入的第3相对角度Δθref，运算在输入轴22a和输出轴22b中产生的转向扭矩Ts。
根据该结构，与仅使用第2相对角度Δθ2作为相对角度的情况相比，能够运算精度较高的转向扭矩Ts。例如，通过运算第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref 的平均值Δθave，能够运算更高精度的相对角度，根据该平均值Δθave，能够运算更高精度的转向扭矩Ts。
(第14实施方式)
(结构)
本发明的第14实施方式代替上述第2实施方式的传感器运算部180而具有结构不同的第3传感器运算部180A，扭矩运算部19根据从第3传感器运算部180A输入的相对角度运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第2实施方式相同。
以下，对与上述第2实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
虽然省略图示，但是，第14实施方式的第14扭矩传感器91构成为在上述第2 实施方式的第2扭矩传感器1A中代替第1相对角度检测装置100而具有第14相对角度检测装置103。第14实施方式的第14相对角度检测装置103构成为在第2实施方式的第2相对角度检测装置100A中代替传感器运算部180而具有第3传感器运算部180A。
如图28所示，第14实施方式的第3传感器运算部180A具有第4相对角度运算部18B、第5相对角度运算部18Ar。
第4相对角度运算部18B具有与上述第2实施方式的第3相对角度运算部18r 同样的结构。此外，第5相对角度运算部18Ar具有与上述第2实施方式的第2相对角度运算部18A同样的结构。
具体而言，如图28所示，第4相对角度运算部18B具有相对角度正弦值(图中为sinΔθ)运算部181B、相对角度余弦值(图中为cosΔθ)运算部182B、第2相对角度(图中为Δθ2)运算部183B。例如当方向盘21被转向而使输入轴22a旋转了的情况下，如果以规定角度对输出轴22b的旋转角度θos进行固定，输入轴22a 的旋转角度θis变化，则使用第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度，能够表示为sinθis＝sin(θos+Δθ2)、cosθis＝cos(θos+Δθ2)。
因此，相对角度正弦值运算部181B与第2实施方式的相对角度正弦值运算部 181r同样地按照上式(6)和(7)运算相对角度正弦值sinΔθ。但是，在上式(6) 中将Δθref置换为Δθ2。
具体而言，相对角度正弦值运算部181B按照上式(6)将所输入的第1cos信号cosθis设为cos(θos+Δθ2)，运算与所输入的第2sin信号sinθos的加法值的平方值。并且，将输入的第1sin信号sinθis设为sin(θos+Δθ2)，运算从所输入的第 2cos信号cosθos减去sin(θos+Δθ2)的减法值的平方值。然后，将这些运算出的平方值相加而计算TMs。接着，按照上式(7)，从1减去将运算出的TMs除以2得到的值，从而运算相对角度正弦值sinΔθ。将运算出的相对角度正弦值sinΔθ输出到第2相对角度运算部183B。
此外，相对角度余弦值运算部182B按照上式(8)和(9)运算相对角度余弦值 cosΔθ。但是，在上式(8)中将Δθref置换为Δθ2。
具体而言，相对角度余弦值运算部182B按照上式(8)，将所输入的第1sin信号 sinθis设为sin(θos+Δθ2)，运算该信号和所输入的第2sin信号sinθos的加法值的平方值。并且，将所输入的第1cos信号cosθis设为cos(θos+Δθ2)，运算该信号和所输入的第2cos信号cosθos的加法值的平方值。然后，将这些运算出的平方值相加而计算TMc。接着，按照上式(9)，从将运算出的TMc除以2得到的值减去1，从而运算相对角度余弦值cosΔθ。将运算出的相对角度余弦值cosΔθ输出到第2 相对角度运算部183B。
第2相对角度运算部183B按照上式(10)运算第2相对角度Δθ2。但是，在上式(10)中将Δθref置换为Δθ2。
具体而言，第2相对角度运算部183B根据从相对角度正弦值运算部181B输入的相对角度正弦值sinΔθ和从相对角度余弦值运算部182B输入的相对角度余弦值 cosΔθ，按照上式(10)，运算将相对角度正弦值sinΔθ除以相对角度余弦值cos Δθ得到的值的反正切函数，从而运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴 22b之间的相对角度。然后，将运算出的第2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19和第1加减法器190。
第14实施方式的扭矩运算部19根据从第4相对角度运算部18B输入的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts。
另一方面，如图28所示，第14实施方式的第5相对角度运算部18Ar具有输入轴旋转角度(图中为θis)运算部181Ar、输出轴旋转角度(图中为θos)运算部182Ar、第3相对角度(图中为Δθref)运算部183Ar。
输入轴旋转角度运算部181Ar根据将所输入的第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθis得到的值的反正切函数，即θis＝arctan(sinθis/cosθis)来运算输入轴 22a的旋转角度θis。将运算出的旋转角度θis输出到第3相对角度运算部183Ar。
输出轴旋转角度运算部182Ar根据将所输入的第2sin信号sinθos除以第2cos 信号cosθos得到的值的反正切函数，即θos＝arctan(sinθos/cosθos)来运算输出轴22b的旋转角度θos。将运算出的旋转角度θos输出到第3相对角度运算部 183Ar。
第3相对角度运算部183Ar根据从输入轴22a的旋转角度θis减去输出轴22b的旋转角度θos得到的差分值，运算第3相对角度Δθref作为输入轴22a和输出轴22b 之间的相对角度。然后，将运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190。
第14实施方式的第1加减法器190运算第2相对角度运算部183B运算出的第2 相对角度Δθ2和第3相对角度运算部183Ar运算出的第3相对角度Δθref的差分值。然后，将运算出的差分值输出到异常判定部20。
第14实施方式的异常判定部20在第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref的差分值的绝对值为预先设定的规定值以上的情况下，判定为相对角度检测装置的某处存在异常。
这里，在第14实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书和用于解决问题的手段中的第2相对角度Δθ2对应，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1和第3相对角度Δθref对应。
另外，第14实施方式的第3传感器运算部180A和扭矩运算部19的结构不限于第2实施方式，还能够应用于第4、第6、第8、第10和第12实施方式。
(第14实施方式的效果)
第14实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外，还具有以下的效果。
在第14实施方式的第14相对角度检测装置103中，第14相对角度检测装置103 具有第4相对角度运算部18B，该第4相对角度运算部18B根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，运算与输入轴22a 和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ /cosΔθ)运算第2相对角度Δθ2。
然后，第8实施方式的第14扭矩传感器91根据第4相对角度运算部18B运算出的第2相对角度Δθ2，运算在输入轴22a和输出轴22b中产生的转向扭矩Ts。
根据该结构，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，第14实施方式的第14相对角度检测装置103具有第5相对角度运算部 18Ar，该第5相对角度运算部18Ar根据第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis，根据θis＝arctan(sinθis/cosθis)运算旋转角度θis，并且根据第2sin信号sinθ os和第2cos信号cosθos，根据θos＝arctan(sinθos/cosθos)运算旋转角度θos，根据旋转角度θis和旋转角度θos的差分值，运算输入轴22a和输出轴22b之间的第 3相对角度Δθref。此外，具有异常判定部20，该异常判定部20根据第4相对角度运算部18B运算出的第2相对角度Δθ2和第5相对角度运算部18Ar运算出的第3 相对角度Δθref的差分值来判定异常。
根据该结构，当第2相对角度Δθ2和以与第2相对角度Δθ2不同的方法运算出的第3相对角度Δθref的差分值为预先设定的规定值以上时，能够检测到系统的异常。
(第15实施方式)
(结构)
本发明的第15实施方式代替上述第14实施方式的第3传感器运算部180A而具有一部分结构不同的第4传感器运算部180A'，扭矩运算部19根据从第4传感器运算部180A'输入的相对角度运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第14实施方式相同。
以下，对与上述第14实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
虽然省略图示，但是，第15实施方式的第15扭矩传感器92构成为，在上述第 14实施方式的第14扭矩传感器91中代替第14相对角度检测装置103而具有第15 相对角度检测装置104。第15实施方式的第15相对角度检测装置104构成为，在第 14实施方式的第14相对角度检测装置103中代替第3传感器运算部180A而具有第 4传感器运算部180A'。
如图29所示，第15实施方式的第4传感器运算部180A'除了将第5相对角度运算部18Ar运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。除此以外的结构与上述第14实施方式的第3传感器运算部180A同样。
另一方面，第15实施方式的扭矩运算部19根据从第4相对角度运算部18B输入的第2相对角度Δθ2和从第5相对角度运算部18Ar输入的第3相对角度Δθref 来运算转向扭矩Ts。即，根据各自不同的运算方法运算出的第2相对角度Δθ2和第 3相对角度Δθref来运算转向扭矩Ts。例如，运算第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref的平均值Δθave，根据该平均值Δθave运算转向扭矩Ts。
这里，在第15实施方式中，第2相对角度Δθ2与权利要求书和用于解决问题的手段中的第2相对角度Δθ2对应，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1和第3相对角度Δθref对应。
另外，第15实施方式的第4传感器运算部180A'和扭矩运算部19的结构不限于第2实施方式，还能够应用于第4、第6、第8、第10和第12实施方式。
(第15实施方式的效果)
第15实施方式除了具有上述第14实施方式的效果以外，还具有以下的效果。
在第15实施方式的第15相对角度检测装置104中，第5相对角度运算部18Ar 除了将运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。然后，第15实施方式的第15扭矩传感器92根据从第2相对角度运算部 18A输入的第2相对角度Δθ2和从第3相对角度运算部18r输入的第3相对角度Δθref，运算在输入轴22a和输出轴22b中产生的转向扭矩Ts。
根据该结构，与仅使用第2相对角度Δθ2作为相对角度的情况相比，能够运算高精度的转向扭矩Ts。例如，通过运算第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref 的平均值Δθave，能够运算更高精度的相对角度，根据该平均值Δθave，能够运算更高精度的转向扭矩Ts。
(第16实施方式)
(结构)
本发明的第16实施方式代替上述第2实施方式的传感器运算部180而具有一部分结构不同的第5传感器运算部180B，扭矩运算部19根据从第5传感器运算部180B 输入的相对角度来运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第2实施方式相同。
以下，对与上述第2实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
虽然省略图示，但是，第16实施方式的第16扭矩传感器93构成为，在上述第 2实施方式的第2扭矩传感器1A中代替第2相对角度检测装置100A而具有第16相对角度检测装置105。第16实施方式的第16相对角度检测装置105构成为，在第2 实施方式的第2相对角度检测装置100A中代替传感器运算部180而具有第5传感器运算部180B。
如图30所示，第16实施方式的第5传感器运算部180B具有上述第14实施方式的第4相对角度运算部18B和上述第2实施方式的第3相对角度运算部18r。
第16实施方式的第4相对角度运算部18B根据所输入的第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，与上述第14实施方式同样地，根据将Δθref置换为Δθ后的上式(6)～(9)来运算相对角度正弦值 sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。并且，根据运算出的相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ，按照将Δθref置换为Δθ2后的上式(10)来运算第2相对角度Δθ2。运算出的第2相对角度Δθ2输出到扭矩运算部19和第1加减法器190。
第16实施方式的扭矩运算部19根据从第4相对角度运算部18B输入的第2相对角度Δθ2来运算转向扭矩Ts。
另一方面，第16实施方式的第3相对角度运算部18r根据输入的第1sin信号sin θis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，与上述第2 实施方式同样地，根据上式(6)～(9)运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。并且，根据运算出的相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ，按照上式(10)运算第3相对角度Δθref。运算出的第3相对角度Δθref被输出到第1加减法器190。
此外，第16实施方式的第1加减法器190对第2相对角度运算部183B运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度运算部183r运算出的第3相对角度Δθref的差分值进行运算。然后，将运算出的差分值输出到异常判定部20。
第16实施方式的异常判定部20在第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref的差分值的绝对值为预先设定的规定值以上的情况下，判定为相对角度检测装置的某处存在异常。
这里，在第16实施方式中，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的多个第2相对角度Δθ2中的任意1个第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。此外，第2相对角度Δθ2与权利要求书和用于解决问题的手段中的多个第2相对角度Δθ2中的剩余的第2相对角度Δθ2对应。
另外，第16实施方式的第5传感器运算部180B和扭矩运算部19的结构不限于第2实施方式，还能够应用于第4、第6、第8、第10和第12实施方式。
(第16实施方式的效果)
第16实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外，还具有以下的效果。
第16实施方式的第16相对角度检测装置105具有：第1多极环形磁铁10，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b 中的输入轴22a同步旋转；第2多极环形磁铁11，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与输入轴22a和输出轴22b的输出轴22b同步旋转；第1旋转角度传感器12，其检测与第1多极环形磁铁10的旋转角度θis对应的磁通，输出第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis；第2旋转角度传感器13，其检测与第2多极环形磁铁11的旋转角度θos对应的磁通，输出第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθ os；第4相对角度运算部18B，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第 2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第2相对角度Δθ2。
根据该结构，能够根据将第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθis得到的值的反正切函数来运算旋转角度θis，并且，根据将第2sin信号sinθos除以第2cos信号cosθos得到的值的反正切函数来运算旋转角度θos，根据运算出的旋转角度θis 和旋转角度θos的差分值，运算第2相对角度Δθ2作为输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，第16实施方式的第16相对角度检测装置105具有：第3相对角度运算部18r，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos 信号cosθos运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第3相对角度Δθref；异常判定部20，其根据第4相对角度运算部18B运算出的第2相对角度Δθ2和第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref的差分值来判定异常。
根据该结构，当第2相对角度Δθ2和以与第2相对角度Δθ2相同的方法运算出的第3相对角度Δθref的差分值为预先设定的规定值以上时，能够检测到系统的异常。由此，能够降低由于运算方法不同而带来的误差。
此外，在第16实施方式的第16相对角度检测装置105中，第3相对角度运算部 18r和第4相对角度运算部18B根据上式(6)～(7)运算相对角度正弦值sinΔθ，根据上式(8)～(9)运算相对角度余弦值cosΔθ。根据该结构，能够通过直接使用从第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13输出的信号的计算，简单并且准确地运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。
此外，第16实施方式的第16扭矩传感器93具有扭矩运算部19，该扭矩运算部 19通过第16实施方式的第16相对角度检测装置105，检测通过扭杆22c联结的输入轴22a和输出轴22b的第2相对角度Δθ2，根据该第2相对角度Δθ2来运算在输入轴22a和输出轴22b中产生的转向扭矩Ts。根据该结构，能够得到与上述第16相对角度检测装置105同等的作用和效果。
(第17实施方式)
(结构)
本发明的第17实施方式代替上述第16实施方式的第5传感器运算部180B而具有一部分结构不同的第6传感器运算部180B'，扭矩运算部19根据从第6传感器运算部180B'输入的相对角度来运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第16实施方式相同。
以下，对与上述第16实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
虽然省略图示，但是，第17实施方式的第17扭矩传感器94构成为，在上述第 16实施方式的第16扭矩传感器93中代替第16相对角度检测装置105而具有第17 相对角度检测装置106。第17实施方式的第17相对角度检测装置106构成为，在第16实施方式的第16相对角度检测装置105中代替第5传感器运算部180B而具有第 6传感器运算部180B'。
如图31所示，第17实施方式的第6传感器运算部180B'除了将第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。除此以外的结构与上述第16实施方式的第5传感器运算部180B同样。
另一方面，第17实施方式的扭矩运算部19根据从第4相对角度运算部18B输入的第2相对角度Δθ2和从第3相对角度运算部18r输入的第3相对角度Δθref来运算转向扭矩Ts。即，根据分别以相同的运算方法运算出的第2相对角度Δθ2和第 3相对角度Δθref来运算转向扭矩Ts。例如，运算第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref的平均值Δθave，根据该平均值Δθave运算转向扭矩Ts。
这里，在第17实施方式中，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的多个第2相对角度Δθ2中的任意1个第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref对应。此外，第2相对角度Δθ2与权利要求书和用于解决问题的手段中的多个第2相对角度Δθ2中的剩余的第2相对角度Δθ2对应。
另外，第17实施方式的第6传感器运算部180B'和扭矩运算部19的结构不限于第2实施方式，还能够应用于第4、第6、第8、第10和第12实施方式。
(第17实施方式的效果)
第17实施方式除了具有上述第16实施方式的效果以外，还具有以下的效果。
在第17实施方式的第17相对角度检测装置106中，第3相对角度运算部18r除了将运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。然后，第17扭矩传感器94检测通过扭杆22c联结的输入轴22a和输出轴 22b的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref，根据检测到的第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref，运算在输入轴22a和输出轴22b中产生的转向扭矩Ts。
根据该结构，与仅使用第2相对角度Δθ2作为相对角度的情况相比，能够运算高精度的转向扭矩Ts。例如，通过运算第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref 的平均值Δθave，能够运算更高精度的相对角度，根据该平均值Δθave，能够运算更高精度的转向扭矩Ts。
(第18实施方式)
(结构)
本发明的第18实施方式代替上述第2实施方式的传感器运算部180而具有一部分结构不同的第7传感器运算部180C，扭矩运算部19根据从第7传感器运算部180C 输入的相对角度来运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第2实施方式相同。
以下，对与上述第2实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
虽然省略图示，但是，第18实施方式的第18扭矩传感器95构成为，在上述第 2实施方式的第2扭矩传感器1A中代替第2相对角度检测装置100A而具有第18相对角度检测装置107。第18实施方式的第18相对角度检测装置107构成为，在第2 实施方式的第2相对角度检测装置100A中代替传感器运算部180而具有第7传感器运算部180C。
如图32所示，第18实施方式的第7传感器运算部180C构成为，在上述第2实施方式的传感器运算部180中追加了第6相对角度运算部18C、第2加减法器191、第3加减法器192。
第18实施方式的第2相对角度运算部18A通过与上述第2实施方式同样的运算方法来运算第2相对角度Δθ2。然后，将运算出的第2相对角度Δθ2输出到第1加减法器190和第3加减法器192。
第18实施方式的第3相对角度运算部18r通过与上述第2实施方式同样的运算方法来运算第3相对角度Δθref。然后，将运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190和第2加减法器191。
另一方面，第18实施方式的第6相对角度运算部18C具有与上述第2实施方式的第3相对角度运算部18r同样的结构。
具体而言，如图32所示，第6相对角度运算部18C具有相对角度正弦值(图中为sinΔθ)运算部181C、相对角度余弦值(图中为cosΔθ)运算部182C、第4相对角度(图中为Δθx)运算部183C。
相对角度正弦值运算部181C与第2实施方式的相对角度正弦值运算部181r同样，按照上式(6)和(7)运算相对角度正弦值sinΔθ。但是，在上式(6)中将Δθref置换为Δθx。
具体而言，相对角度正弦值运算部181C按照上式(6)将所输入的第1cos信号 cosθis设为cos(θos+Δθx)，运算该信号和所输入的第2sin信号sinθos的加法值的平方值。并且，将所输入的第1sin信号sinθis设为sin(θos+Δθx)，运算该信号和所输入的第2cos信号cosθos的减法值的平方值。然后，将这些运算出的平方值相加从而计算TMs。接着，按照上式(7)，从1减去将运算出的TMs除以2得到的值，从而运算相对角度正弦值sinΔθ。将运算出的相对角度正弦值sinΔθ输出到第 4相对角度运算部183C。
此外，相对角度余弦值运算部182C按照上式(8)和(9)运算相对角度余弦值 cosΔθ。但是，在上式(8)中将Δθref置换为Δθx。
具体而言，相对角度余弦值运算部182C按照上式(8)，将所输入的第1sin信号 sinθis设为sin(θos+Δθx)，运算该信号和所输入的第2sin信号sinθos的加法值的平方值。并且，将所输入的第1cos信号cosθis设为cos(θos+Δθx)，运算该信号和所输入的第2cos信号cosθos的加法值的平方值。然后，将这些运算出的平方值相加从而计算TMc。接着，按照上式(9)，从将运算出的TMc除以2得到值减去1，从而运算相对角度余弦值cosΔθ。将运算出的相对角度余弦值cosΔθ输出到第4 相对角度运算部183C。
第4相对角度运算部183C按照上式(10)运算第4相对角度Δθx。但是，在上式(10)中将Δθref置换为Δθx。
具体而言，第4相对角度运算部183C根据从相对角度正弦值运算部181C输入的相对角度正弦值sinΔθ和从相对角度余弦值运算部182C输入的相对角度余弦值 cosΔθ，按照上式(10)，运算将相对角度正弦值sinΔθ除以相对角度余弦值cos Δθ得到的值的反正切函数，从而运算输入轴22a和输出轴22b之间的相对角度作为第4相对角度Δθx。然后，将运算出的第4相对角度Δθx输出到第2加减法器191 和第3加减法器192。
第18实施方式的扭矩运算部19根据从第2相对角度运算部18A输入的第2相对角度Δθ2运算转向扭矩Ts。
第18实施方式的第1加减法器190对第2相对角度运算部183A运算出的第2 相对角度Δθ2和第3相对角度运算部183r运算出的第3相对角度Δθref的第1差分值进行运算。然后，将运算出的第1差分值输出到异常判定部20。
另一方面，第18实施方式的第2加减法器191对第3相对角度运算部183r运算出的第3相对角度Δθref和第4相对角度运算部183C运算出的第4相对角度Δθx 的第2差分值进行运算。然后，将运算出的第2差分值输出到异常判定部20。
此外，第18实施方式的第3加减法器192对第2相对角度运算部183A运算出的第2相对角度Δθ2和第4相对角度运算部183C运算出的第4相对角度Δθx的第 3差分值进行运算。然后，将运算出的第3差分值输出到异常判定部20。
第18实施方式的异常判定部20根据第2相对角度Δθ2和第3相对角度Δθref 的第1差分值、第3相对角度Δθref和第4相对角度Δθx的第2差分值、第2相对角度Δθ2和第4相对角度Δθx的第3差分值来进行异常判定。例如，在任意一个差分值的绝对值为预先设定的规定值以上的情况下，判定为相对角度检测装置的某处存在异常，在所有差分值的绝对值都小于规定值的情况下，判定为相对角度检测装置正常。
这里，在第18实施方式中，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1和第2相对角度Δθ2中的任意1个相对角度(这里为第2相对角度Δθ2)即第3相对角度Δθref对应。
此外，第18实施方式中，第2相对角度Δθ2和第4相对角度Δθx与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1和第2相对角度Δθ2中剩余的相对角度对应。
另外，第18实施方式的第7传感器运算部180C和扭矩运算部19的结构不限于第2实施方式，还能够应用于第4、第6、第8、第10和第12实施方式。
(第18实施方式的效果)
第18实施方式除了具有上述第2实施方式的效果以外，还具有以下的效果。
第18实施方式的第18相对角度检测装置107具有：第1多极环形磁铁10，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的输入轴22a和输出轴22b 中的输入轴22a同步旋转；第2多极环形磁铁11，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与输入轴22a和输出轴22b中的输出轴22b同步旋转；第1旋转角度传感器12，其检测与第1多极环形磁铁10的旋转角度θis对应的磁通，输出第1sin 信号sinθis和第1cos信号cosθis；第2旋转角度传感器13，其检测与第2多极环形磁铁11的旋转角度θos对应的磁通，输出第2sin信号sinθos和第2cos信号cos θos；第2相对角度运算部18A，其根据第1sin信号sinθis和第1cos信号cosθis，根据θis＝arctan(sinθis/cosθis)运算旋转角度θis，并且根据第2sin信号sinθos和第2cos信号cosθos，根据θos＝arctan(sinθos/cosθos)运算旋转角度θos，根据旋转角度θis和旋转角度θos的差分值，运算输入轴22a和输出轴22b的第2 相对角度Δθ2。
根据该结构，能够根据将第1sin信号sinθis除以第1cos信号cosθis得到的值的反正切函数来运算旋转角度θis，并且根据将第2sin信号sinθos除以第2cos信号 cosθos得到的值的反正切函数来运算旋转角度θos，根据运算出的旋转角度θis和旋转角度θos的差分值来运算输入轴22a和输出轴22b的第2相对角度Δθ2。由此，即使在超过sinΔθ的直线部分的扭转角区域也能够运算扭矩。其结果是，能够对应宽度更宽的扭矩检测范围。此外，即使是相同的扭矩检测范围，由于能够有效利用 sinΔθ的整体的信息，因此能够提高检测扭矩值的分辨率。此外，由于能够以较少的运算次数运算第2相对角度Δθ2，因此能够运算更高精度的扭矩值。
此外，第18实施方式的第18相对角度检测装置107具有：第3相对角度运算部 18r，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sinθos和第2cos 信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cos Δθ，根据Δθref＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第3相对角度Δθref；第6相对角度运算部18C，其根据第1sin信号sinθis、第1cos信号cosθis、第2sin信号sin θos和第2cos信号cosθos，运算与输入轴22a和输出轴22b的相对角度Δθ对应的 sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算第4相对角度Δθx；异常判定部20，其根据第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2和第3 相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref的第1差分值、第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref和第6相对角度运算部18C运算出的第4相对角度Δθx的第2差分值、第2相对角度运算部18A运算出的第2相对角度Δθ2和第6相对角度运算部18C运算出的第4相对角度Δθx的第3差分值来判定异常。
根据该结构，例如，当第2相对角度Δθ2和以与第2相对角度Δθ2不同的方法运算出的第3相对角度Δθref的第1差分值为预先设定的规定值以上时，或者当第3 相对角度Δθref和以与第3相对角度Δθref相同的方法运算出的第4相对角度Δθ x的第2差分值为规定值以上时，或者当第2相对角度Δθ2和第4相对角度Δθx 的第3差分值为规定值以上时，能够检测到系统的异常。另一方面，例如，当所有的差分值都小于规定值时，能够判定为系统正常。此外，通过对第1差分值、第2差分值和第3差分值这3个差分值进行比较，能够判定哪个相对角度运算部中存在异常。
此外，在第18实施方式的第18相对角度检测装置107中，第3相对角度运算部 18r和第6相对角度运算部18C根据上式(6)～(7)运算相对角度正弦值sinΔθ，根据上式(8)～(9)运算相对角度余弦值cosΔθ。根据该结构，能够通过直接使用从第1旋转角度传感器12和第2旋转角度传感器13输出的信号的计算，简单并且准确地运算相对角度正弦值sinΔθ和相对角度余弦值cosΔθ。
(第19实施方式)
(结构)
本发明的第19实施方式代替上述第18实施方式的第7传感器运算部180C而具有一部分结构不同的第8传感器运算部180C'，扭矩运算部19根据从第8传感器运算部180C'输入的相对角度来运算转向扭矩Ts，除此以外，结构与上述第18实施方式相同。
以下，对与上述第18实施方式同样的结构部标注相同的标号并适当省略说明，对不同的部分进行详细说明。
虽然省略图示，但是，第19实施方式的第19扭矩传感器96构成为，在上述第 18实施方式的第18扭矩传感器95中代替第18相对角度检测装置107而具有第19 相对角度检测装置108。第19实施方式的第19相对角度检测装置108构成为，在第 18实施方式的第18相对角度检测装置107中代替第7传感器运算部180C而具有第 8传感器运算部180C'。
如图33所示，第19实施方式的第8传感器运算部180C'除了将第3相对角度运算部18r运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。除此以外，除了将第6相对角度运算部18C运算出的第4相对角度Δθx输出到第2加减法器191以外，还输出到扭矩运算部19。这些以外的结构与上述第18实施方式的第7传感器运算部180C同样。
另一方面，第19实施方式的扭矩运算部19根据从第2相对角度运算部18A输入的第2相对角度Δθ2、从第3相对角度运算部18r输入的第3相对角度Δθref、从第6相对角度运算部18C输入的第4相对角度Δθx来运算转向扭矩Ts。即，根据第2相对角度Δθ2、通过与第2相对角度Δθ2不同的运算方法运算出的第3相对角度Δθref、通过与第3相对角度Δθref相同的运算方法运算出的第4相对角度Δθx 来运算转向扭矩Ts。例如，运算第2相对角度Δθ2、第3相对角度Δθref、第4相对角度Δθx的平均值Δθave，根据该平均值Δθave运算转向扭矩Ts。
这里，在第19实施方式中，第3相对角度Δθref与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1和第2相对角度Δθ2中的任意1个相对角度(这里为第2相对角度Δθ2)即第3相对角度Δθref对应。
此外，在第19实施方式中，第2相对角度Δθ2和第4相对角度Δθx与权利要求书和用于解决问题的手段中的第1相对角度Δθ1和第2相对角度Δθ2中的剩余的相对角度对应。
另外，第19实施方式的第8传感器运算部180C'和扭矩运算部19的结构不限于第2实施方式，还能够应用于第4、第6、第8、第10和第12实施方式。
(第19实施方式的效果)
第19实施方式除了具有上述第18实施方式的效果以外，还具有以下的效果。
在第19实施方式的第19相对角度检测装置108中，第3相对角度运算部18r除了将运算出的第3相对角度Δθref输出到第1加减法器190以外，还输出到扭矩运算部19。而且，第6相对角度运算部18C除了将运算出的第4相对角度Δθx输出到第2加减法器191以外，还输出到扭矩运算部19。然后，第13实施方式的第18 扭矩传感器95根据从第2相对角度运算部18A输入的第2相对角度Δθ2、从第3 相对角度运算部18r输入的第3相对角度Δθref、从第6相对角度运算部18C输入的第4相对角度Δθx，运算在输入轴22a和输出轴22b中产生的转向扭矩Ts。
根据该结构，与仅使用第2相对角度Δθ2作为相对角度的情况相比，能够运算高精度的转向扭矩Ts。例如，通过运算第2相对角度Δθ2、第3相对角度Δθref、第4相对角度Δθx的平均值Δθave，能够运算更高精度的相对角度，根该平均值Δθave，能够运算更高精度的转向扭矩Ts。
(变形例)
在上述第7和第8实施方式中，构成为针对第1码盘60和第2码盘61，在板面的外周部附近沿着周向设置多个槽隙，并通过受光部接收通过槽隙的光源光，但是不限于此。例如也可以采用如下结构：通过非反射性部件来构成第1码盘60和第2码盘61的圆环形状的薄板，在板面的外周部附近，沿着周向代替槽隙而例如设置相同形状的反射性部件，通过受光部接收入射到反射性部件的光源光的反射光。
在上述第7和第8实施方式中采用了如下结构：将第1sin光学传感器64和第1cos光学传感器65配置成，相对于槽隙60s的间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)，将第2sin光学传感器66和第2cos光学传感器67配置成，相对于槽隙61s 的间距以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)。不限于该结构，也可以构成为在径向上设置2列相同的间距的槽隙列，配置成相对于一方的槽隙列而使另一方在径向上以90°电角移相(具有90°的相位差的状态)。在采用该结构的情况下，例如，将2个光学传感器在径向上并列地固定配置在相同相位，以能够针对各槽隙列接收透过槽隙的光源光的方式配置光学传感器。但是，关于内径侧的传感器，由于因为设置的问题而无法成为U字状，所以需要改变传感器结构。
在上述第1～第4实施方式中，构成为通过第1sin磁传感器和第1cos磁传感器这2个磁传感器来输出第1sin信号和第1cos信号，通过第2sin磁传感器和第2cos 磁传感器这2个磁传感器来输出第2sin信号和第2cos信号，但不限于此。例如，也可以构成为从1个第1磁传感器输出第1sin信号和第1cos信号，从1个第2磁传感器输出第2sin信号和第2cos信号。
在上述第9和第10实施方式中，构成为将第1和第2正弦波状部70b和71b形成在第1和第2环状导体70a和71a的外径侧端部，但是不限于该结构。例如，也可以构成为，在与输入轴22a或输出轴22b同步旋转的圆筒体(不限于导体)的轴向的一个端面上，通过粘贴等而设置径向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的导体图案。
在上述第11和第12实施方式中，构成为将第3和第4正弦波状部80b和81b设置在第1和第2圆筒体80a和81a的外周面上，但不限于该结构。例如，也可以构成为将第3和第4正弦波状部80b和81b设置在第1和第2圆筒体80a和81a的内周面上。在采用该结构的情况下，第7和第8旋转角度传感器82和83也设置在第1和第 2圆筒体80a和81a的内侧。
在上述各实施方式中，以将EPS控制单元34固定支承在电动马达33的外壳上的结构为例进行了说明，但是不限于该结构，也可以构成为分开而配置在与电动马达 33的外壳不同的位置。
在上述各实施方式中，作为电动马达33，以3相无刷马达为例进行了说明，但不限于此，也可以构成为，通过4相以上的无刷马达构成电动马达33，或由有刷马达构成电动马达33等。
在上述各实施方式中，说明了将本发明应用于列辅助式的电动助力转向装置的例子，但不限于该结构，例如，也可以构成为应用于齿条辅助式或小齿轮辅助式的电动助力转向装置。
以上，本申请主张优先权的日本国专利申请P2015-129165(2015年6月26日申请)、P2015-167193(2015年8月26日申请)、P2016-113839(2016年6月7日申请) 和P2016-113840(2016年6月7日申请)的全部内容作为引用例而包含于此。
这里，参照有限数量的实施方式进行了说明，但是，权利范围不被实施方式限定，本领域技术人员能够根据上述公开来改变各实施方式。
标号说明
1、1A…第1、第2扭矩传感器，2…电动助力转向装置，3…车辆，4、4A…第3、第4扭矩传感器，5、5A…第5、第6扭矩传感器，6、6A…第7、第8扭矩传感器， 7、7A…第9、第10扭矩传感器，8、8A…第11、第12扭矩传感器，10…第1多极环形磁铁，11…第2多极环形磁铁，12…第1旋转角度传感器，13…第2旋转角度传感器，14…第1sin磁传感器，15…第1cos磁传感器，16…第2sin磁传感器，17…第 2cos磁传感器，18…相对角度运算部，18A、18r、18B、18Ar、18C…第2、第3、第 4、第5、第6相对角度运算部，19…扭矩运算部，21…方向盘，22…转向轴，22a…输入轴，22b…输出轴，22c…扭杆，40…第3多极环形磁铁，41…第4多极环形磁铁，50…第1旋转变压器，51…第2旋转变压器，52…第1转子，53…第1定子，54…第 2转子，55…第2定子，56…励磁信号供给部，60…第1码盘，61…第2码盘，62…第3旋转角度传感器，63…第4旋转角度传感器，64…第1sin光学传感器，65…第 1cos光学传感器，66…第2sin光学传感器，67…第2cos光学传感器，70…第1标板， 70b…第1正弦波状部，71…第2标板，71b…第2正弦波状部，72…第5旋转角度传感器，73…第6旋转角度传感器，L1～L4…平面线圈，80…第3标板，80b…第3正弦波状部，81…第4标板，81b…第4正弦波状部，82…第7旋转角度传感器，83…第8旋转角度传感器，100、100A…第1、第2相对角度检测装置，101…第1传感器部，102～108…第13～第19相对角度检测装置，400、400A…第3、第4相对角度检测装置，401…第2传感器部，500、500A…第5、第6相对角度检测装置，501…第3传感器部，600、600A…第7、第8相对角度检测装置，601…第4传感器部，700、 700A…第9、第10相对角度检测装置，701…第5传感器部，800、800A…第11、第 12相对角度检测装置，801…第6传感器部。

Claims (35)

1.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。
2.根据权利要求1所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将外周面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，
所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置。
3.根据权利要求1或2所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将轴向的一个端面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，
所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1旋转角度传感器具有在相对于所述第1多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下固定设置的、输出所述第1sin信号的第1sin磁传感器和输出所述第1cos信号的第1cos磁传感器，
所述第2旋转角度传感器具有在相对于所述第2多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下固定设置的、输出所述第2sin信号的第2sin磁传感器和输出所述第2cos信号的第2cos磁传感器。
5.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1转子，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2转子，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与所述第1旋转轴和所述2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1定子，其与所述第1转子同心地配置在所述第1转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；
第2定子，其与所述第2转子同心地配置在所述第2转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；
励磁信号供给部，其向所述线圈供给励磁信号；
相对角度运算部，其根据被供给所述励磁信号时从所述第1定子的所述线圈输出的与所述第1转子的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号、以及被供给所述励磁信号时从所述第2定子的所述线圈输出的与所述第2转子的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。
6.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第1码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第1码盘的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第2码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第2码盘的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。
7.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第1导体部，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第2导体部，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其具有与所述第1导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第1标板的旋转角度θ1对应的涡流损耗，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其具有与所述第2导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第2标板的旋转角度θ2对应的涡流损耗，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述相对角度Δθ。
8.根据权利要求7所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1导体部是将第1环状导体的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的，
所述第2导体部是将第2环状导体的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的，
所述第1旋转角度传感器被配置成与所述第1标板的轴向的一个端面对置，使得该第1旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第1导体部的正弦波状部对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成与所述第2标板的轴向的一个端面对置，使得该第2旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第2导体部的正弦波状部对置。
9.根据权利要求7所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1标板具有第1圆筒体，所述第1导体部在所述第1圆筒体的外周面上被设置成在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状，
所述第2标板具有第2圆筒体，所述第2导体部在所述第2圆筒体的外周面上被设置成在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状，
所述第1旋转角度传感器被配置成与所述第1标板的外周面对置，使得该第1旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第1导体部对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成与所述第2标板的外周面对置，使得该第2旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第2导体部对置。
10.根据权利要求1至4中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1旋转角度传感器和所述第2旋转角度传感器被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1旋转角度传感器的输出和所述第2旋转角度传感器的输出成为同相位。
11.根据权利要求5所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1定子和所述第2定子被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1定子的线圈的输出和所述第2定子的线圈的输出成为同相位。
12.根据权利要求6至9中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1旋转角度传感器和所述第2旋转角度传感器被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1旋转角度传感器的输出和所述第2旋转角度传感器的输出成为同相位。
13.根据权利要求10至12中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
将所述sinθ1和所述cosθ1设为sin(θ2+Δθ)和cos(θ2+Δθ)，
所述相对角度运算部根据下式(1)～(2)来运算所述sinΔθ，根据下式(3)～(4)来运算所述cosΔθ，
TMs＝(sinθ2+cos(θ2+Δθ))2+(cosθ2-sin(θ2+Δθ))2 ···(1)
sinΔθ＝-TMs/2+1 ···(2)
TMc＝(sinθ2+sin(θ2+Δθ))2+(cosθ2+cos(θ2+Δθ))2 ···(3)
cosΔθ＝TMc/2-1 ···(4)。
14.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有：
1个以上的第1相对角度运算部，其根据所述第1sin信号和所述第1cos信号运算所述旋转角度θ1，并且根据所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述旋转角度θ2，根据所述旋转角度θ1和所述旋转角度θ2之间的差分值运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第1相对角度Δθ1；以及
1个以上的第2相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述第1相对角度运算部运算出的所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度运算部运算出的所述第2相对角度Δθ2中的任意一个相对角度作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度Δθ2中的剩余的各相对角度之间的差分值来判定异常。
15.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2多极环形磁铁，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其检测与所述第1多极环形磁铁的旋转角度θ1对应的磁通，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其检测与所述第2多极环形磁铁的旋转角度θ2对应的磁通，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有多个第2相对角度运算部，该多个第2相对角度运算部根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述多个第2相对角度运算部运算出的多个所述第2相对角度Δθ2中的任意1个第2相对角度Δθ2作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与剩余的各第2相对角度Δθ2中的至少1个之间的差分值来判定异常。
16.根据权利要求14或15所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将外周面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，
所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的外周面上形成的磁极面对置。
17.根据权利要求14或15所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1多极环形磁铁和所述第2多极环形磁铁是将轴向的一个端面的部位在周向上交替磁化为不同的磁极而成的，
所述第1旋转角度传感器被配置成，所述第1旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第1多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成，所述第2旋转角度传感器所具有的磁通的检测部与所述第2多极环形磁铁的所述轴向的一个端面上形成的磁极面对置。
18.根据权利要求14至17中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1旋转角度传感器具有在相对于所述第1多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下配置的、输出所述第1sin信号的第1sin磁传感器和输出所述第1cos信号的第1cos磁传感器，
所述第2旋转角度传感器具有在相对于所述第2多极环形磁铁的磁极的间距而彼此具有90°电角度的相位差的状态下配置的、输出所述第2sin信号的第2sin磁传感器和输出所述第2cos信号的第2cos磁传感器。
19.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1转子，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2转子，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1定子，其与所述第1转子同心地配置在所述第1转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；
第2定子，其与所述第2转子同心地配置在所述第2转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；
励磁信号供给部，其向所述线圈供给励磁信号；
多个相对角度运算部，其根据被供给所述励磁信号时从所述第1定子的所述线圈输出且与所述第1转子的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号、以及被供给所述励磁信号时从所述第2定子的所述线圈输出且与所述第2转子的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有：
1个以上的第1相对角度运算部，其根据所述第1sin信号和所述第1cos信号运算所述旋转角度θ1，并且根据所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述旋转角度θ2，根据所述旋转角度θ1和所述旋转角度θ2之间的差分值运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第1相对角度Δθ1；以及
1个以上的第2相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述第1相对角度运算部运算出的所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度运算部运算出的所述第2相对角度Δθ2中的任意一个相对角度作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度Δθ2中的剩余的各相对角度之间的差分值来判定异常。
20.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1转子，其在外周等间隔地具有多个齿，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2转子，其在周向上交替均等地配置有不同的磁极，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1定子，其与所述第1转子同心地配置在所述第1转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；
第2定子，其与所述第2转子同心地配置在所述第2转子的外侧，并且在内周均等地形成有多个极，并且通过在各极上卷绕的线圈形成有电枢绕组；
励磁信号供给部，其向所述线圈供给励磁信号；
多个相对角度运算部，其根据被供给所述励磁信号时从所述第1定子的所述线圈输出且与所述第1转子的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号、以及被供给所述励磁信号时从所述第2定子的所述线圈输出且与所述第2转子的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有多个第2相对角度运算部，该多个第2相对角度运算部根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述多个第2相对角度运算部运算出的多个所述第2相对角度Δθ2中的任意1个第2相对角度Δθ2作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与剩余的各第2相对角度Δθ2之间的差分值来判定异常。
21.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第1码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第1码盘的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第2码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第2码盘的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有：
1个以上的第1相对角度运算部，其根据所述第1sin信号和所述第1cos信号运算所述旋转角度θ1，并且根据所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述旋转角度θ2，根据所述旋转角度θ1和所述旋转角度θ2之间的差分值运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第1相对角度Δθ1；以及
1个以上的第2相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述第1相对角度运算部运算出的所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度运算部运算出的所述第2相对角度Δθ2中的任意一个相对角度作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度Δθ2中的剩余的各相对角度之间的差分值来判定异常。
22.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2码盘，其具有在周向上等间隔地形成的多个槽隙，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第1码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第1码盘的旋转角度θ1对应的表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其具有光源和受光部，该受光部接收来自所述光源的射出光透过所述第2码盘的所述槽隙后的透过光，输出与所述第2码盘的旋转角度θ2对应的表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有多个第2相对角度运算部，该多个第2相对角度运算部根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述多个第2相对角度运算部运算出的多个所述第2相对角度Δθ2中的任意1个第2相对角度Δθ2作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与剩余的各第2相对角度Δθ2之间的差分值来判定异常。
23.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第1导体部，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第2导体部，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其具有与所述第1导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第1标板的旋转角度θ1对应的涡流损耗，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其具有与所述第2导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第2标板的旋转角度θ2对应的涡流损耗，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有：
1个以上的第1相对角度运算部，其根据所述第1sin信号和所述第1cos信号运算所述旋转角度θ1，并且根据所述第2sin信号和所述第2cos信号运算所述旋转角度θ2，根据所述旋转角度θ1和所述旋转角度θ2之间的差分值运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第1相对角度Δθ1；以及
1个以上的第2相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述第1相对角度运算部运算出的所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度运算部运算出的所述第2相对角度Δθ2中的任意一个相对角度作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与所述第1相对角度Δθ1和所述第2相对角度Δθ2中的剩余的各相对角度之间的差分值来判定异常。
24.一种相对角度检测装置，该相对角度检测装置具有：
第1标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第1导体部，并且与同轴配置的第1旋转轴和第2旋转轴中的所述第1旋转轴同步旋转；
第2标板，其具有径向或轴向的宽度沿着周向呈正弦波状变化的环状的第2导体部，并且与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴中的所述第2旋转轴同步旋转；
第1旋转角度传感器，其具有与所述第1导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第1标板的旋转角度θ1对应的涡流损耗，输出表示sinθ1的第1sin信号和表示cosθ1的第1cos信号；
第2旋转角度传感器，其具有与所述第2导体部隔开规定的间隙地对置配置在固定侧的多个电感元件，检测与所述第2标板的旋转角度θ2对应的涡流损耗，输出表示sinθ2的第2sin信号和表示cosθ2的第2cos信号；以及
多个相对角度运算部，其根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ，
所述多个相对角度运算部具有多个第2相对角度运算部，该多个第2相对角度运算部根据所述第1sin信号、所述第1cos信号、所述第2sin信号和所述第2cos信号，运算与所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的相对角度Δθ对应的sinΔθ和cosΔθ，根据Δθ2＝arctan(sinΔθ/cosΔθ)运算所述第1旋转轴和所述第2旋转轴之间的第2相对角度Δθ2，
所述相对角度检测装置具有异常判定部，该异常判定部将所述多个第2相对角度运算部运算出的多个所述第2相对角度Δθ2中的任意1个第2相对角度Δθ2作为第3相对角度Δθref，根据所述第3相对角度Δθref与剩余的各第2相对角度Δθ2之间的差分值来判定异常。
25.根据权利要求23或24所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1导体部是将第1环状导体的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的，
所述第2导体部是将第2环状导体的外径侧端部形成为在从轴向观察的平面图中呈正弦波状变化的形状而成的，
所述第1旋转角度传感器被配置成与所述第1标板的轴向的一个端面对置，使得该第1旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第1导体部的正弦波状部对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成与所述第2标板的轴向的一个端面对置，使得该第2旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第2导体部的正弦波状部对置。
26.根据权利要求23或24所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1标板具有第1圆筒体，所述第1导体部在所述第1圆筒体的外周面上被设置成在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状，
所述第2标板具有第2圆筒体，所述第2导体部在所述第2圆筒体的外周面上被设置成在该外周面的平面图中沿着周向呈正弦波状变化的形状，
所述第1旋转角度传感器被配置成与所述第1标板的外周面对置，使得该第1旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第1导体部对置，
所述第2旋转角度传感器被配置成与所述第2标板的外周面对置，使得该第2旋转角度传感器所具有的所述多个电感元件与所述第2导体部对置。
27.根据权利要求14至18中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1旋转角度传感器和所述第2旋转角度传感器被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1旋转角度传感器的输出和所述第2旋转角度传感器的输出成为同相位。
28.根据权利要求19或20所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1定子和所述第2定子被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1定子的线圈的输出和所述第2定子的线圈的输出成为同相位。
29.根据权利要求21至26中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
所述第1旋转角度传感器和所述第2旋转角度传感器被设置成，当所述相对角度Δθ为0°时，所述第1旋转角度传感器的输出和所述第2旋转角度传感器的输出成为同相位。
30.根据权利要求27至29中的任意一项所述的相对角度检测装置，其中，
将所述sinθ1和所述cosθ1分别设为sin(θ2+Δθ2)和cos(θ2+Δθ2)，
所述第2相对角度运算部根据下式(5)～(6)来运算所述sinΔθ，根据下式(7)～(8)来运算所述cosΔθ，
TMs＝(sinθ2+cos(θ2+Δθ2))2+(cosθ2-sin(θ2+Δθ2))2 ···(5)
sinΔθ＝-TMs/2+1 ···(6)
TMc＝(sinθ2+sin(θ2+Δθ2))2+(cosθ2+cos(θ2+Δθ2))2 ···(7)
cosΔθ＝TMc/2-1 ···(8)。
31.一种扭矩传感器，其中，
该扭矩传感器具有扭矩运算部，该扭矩运算部通过权利要求1至30中的任意一项所述的相对角度检测装置来检测通过扭杆联结的输入轴和输出轴之间的相对角度Δθ，根据该相对角度Δθ来运算在所述输入轴和所述输出轴中产生的扭矩。
32.一种扭矩传感器，其中，
该扭矩传感器具有扭矩运算部，该扭矩运算部通过权利要求14、19、21和23中的任意一项所述的相对角度检测装置检测通过扭杆联结的输入轴和输出轴之间的第1相对角度Δθ1和第2相对角度Δθ2，根据检测到的第1相对角度Δθ1和第2相对角度Δθ2中的至少第1相对角度Δθ1来运算在所述输入轴和所述输出轴中产生的扭矩。
33.一种扭矩传感器，其中，
该扭矩传感器具有扭矩运算部，该扭矩运算部通过权利要求15、20、22和24中的任意一项所述的相对角度检测装置检测通过扭杆联结的输入轴和输出轴之间的多个第2相对角度Δθ2，根据检测到的多个第2相对角度Δθ2中的至少1个来运算在所述输入轴和所述输出轴中产生的扭矩。
34.一种电动助力转向装置，该电动助力转向装置具有权利要求31至33中的任意一项所述的扭矩传感器。
35.一种车辆，该车辆具有权利要求34所述的电动助力转向装置。
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