JP6939049B2 - 相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、角度検出装置、相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両に関する。

車両には、モータで生じる補助操舵力によって操舵を補助する電動パワーステアリング装置が搭載される。電動パワーステアリング装置は、モータを制御するためのモータ制御装置を備え、モータ制御装置は、トルクセンサで検出された操舵トルク、車速センサで検出された車速、モータ電気角等に基づいてモータを制御し、出力軸に補助操舵トルクを与える。トルクセンサは、トーションバーを介して連結されたステアリングシャフトの入力軸と出力軸とに設けられた２つの角度検出装置で検出された回転角の差分（捩れ角）に基づき、ステアリングに与えられた操舵トルクを検出する。例えば、特許文献１には、角度検出装置の一例として、微小角度検出センサが記載されている。特許文献１に記載される微小角度検出センサは、Ｎ極とＳ極とを周方向に等ピッチで円環状に配置された多極磁石と、この多極磁石から発生された磁場の変化に応じた信号を出力する２つの磁気センサとを配置し、検出した回転角度の電気角の２周期の変位角度を補正する。これにより、簡易かつ安価な構成で検出対象の微小な変位角度を高精度に検出することができる。

特開２０１０−２４９７１９号公報

しかしながら、上記従来技術では、２つの磁気センサの振幅比に起因する角度誤差に対
して逆位相となる補正信号により変位角度を補正するものであり、他の要因によって生じる角度検出装置の回転角度や、トルクセンサにおける捩れ角や出力トルクを補正可能なものではなく、検出精度の向上には限界があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、回転角度を高い精度で検出することができる角度検出装置、相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両を提供すること、を目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る角度検出装置は、回転軸を軸心として回転する回転体と、前記回転体の回転角を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力するセンサ部と、前記回転体の回転角に応じて前記センサ部が出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該回転体の回転角の基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記センサ部が出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該回転体の回転角の基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定されたセンサ補正情報を記憶する記憶部と、前記センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号又は前記ｃｏｓ信号の少なくとも一方を補正する角度演算部と、を備える。

これにより、角度検出装置は、回転体の回転角を演算する前のｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号をリアルタイムに補正することができる。また、ｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号を予め設定された既知のセンサ補正情報に基づいて補正した値を用いて回転体の回転角が演算されるので、回転体の回転角の検出精度が向上する。したがって、角度検出装置は、回転体の回転角度を高い精度で検出することができる。

角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｓｉｎａｖｅが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記角度演算部は、下記式（１）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算することが好ましい。

これにより、ｓｉｎ信号のオフセット電圧が補正されるので、回転体の回転角の検出精度が向上する。

角度検出装置の望ましい態様として、前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｃｏｓａｖｅが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記角度演算部は、下記式（２）を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算することが好ましい。

これにより、ｃｏｓ信号のオフセット電圧が補正されるので、回転体の回転角の検出精度が向上する。

角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｓｉｎｍａｘ及び前記Ｖｓｉｎｍｉｎが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記角度演算部は、下記式（３）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算することが好ましい。

これにより、ｓｉｎ信号の振幅が正規化されるので、回転体の回転角の検出精度が向上する。

角度検出装置の望ましい態様として、前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｃｏｓｍａｘ及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記角度演算部は、下記式（４）式を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算することが好ましい。

これにより、ｃｏｓ信号の振幅が正規化されるので、回転体の回転角の検出精度が向上する。

角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ_ｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓ（θ_ｉ＋θ_ｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記θ_ｉｃが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記角度演算部は、下記式（５）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算すると共に、下記式（６）を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算することが好ましい。

ｓｉｎ信号の出力位相とｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差は、予め角度検出装置の出荷検査時等に測定した既知の値を用いることができる。また、角度検出装置は、（６）式を用いて容易にｓｉｎ信号を基準としたｃｏｓ信号の位相の補正演算を行うことができる。このため、角度検出装置が多極リング磁石の回転角を演算する速度が向上する。

角度検出装置の望ましい態様として、前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ_ｉｃ、入力の信号値をｓｉｎ（θ_ｉ＋θ_ｉｃ）、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記θ_ｉｃが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、前記角度演算部は、下記式（７）を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算すると共に、下記式（８）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算することが好ましい。

ｓｉｎ信号の出力位相とｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差は、予め角度検出装置の出荷検査時等に測定した既知の値を用いることができる。また、角度検出装置は、（８）式を用いて容易にｃｏｓ信号を基準としたｓｉｎ信号の位相の補正演算を行うことができる。このため、角度検出装置が多極リング磁石の相対回転角を演算する速度が向上する。

角度検出装置の望ましい態様として、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記角度演算部は、下記式（９）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算すると共に、下記式（１０）式を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算することが好ましい。

角度検出装置は、（９）式及び（１０）式を用いて容易にｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の周期的な振幅変動を抑制する補正演算を行うことができる。このため、角度検出装置が回転体の回転角を演算する速度が向上する。

本発明の一態様に係る相対角度検出装置は、上述した角度検出装置を２つ備え、２つの前記角度検出装置の双方の前記回転軸が同軸上に配置され、一方の前記角度検出装置の前記回転体の回転角と他方の前記角度検出装置の前記回転体の回転角との相対角度を演算する捩れ角演算部と、を備える。

これにより、相対角度検出装置は、回転体の回転角を演算する前のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をリアルタイムに補正して算出した２つの回転体の回転角に基づき、２つの回転体の相対角度を求めることができる。また、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を予め設定された既知のセンサ補正情報に基づいて補正した値を用いて演算された回転体の回転角を用いることで、２つの回転体の相対角度の検出精度が向上する。

相対角度検出装置の望ましい態様として、２つの前記角度検出装置のうちの一方の前記回転体の位相と他方の前記回転体の位相との間の回転体間位相誤差をθ_ｍｇ、２つの前記角度検出装置のうちの一方で求めた一方の回転体の回転角をθ_ｉｓ、他方で求めた他方の回転体の回転角をθ_ｏｓとし、前記相対角度をΔθ_ｉｏとし、前記θ_ｍｇが前記記憶部に記憶され、前記捩れ角演算部は、下記式（１１）を用いて前記Δθ_ｉｏを演算することが好ましい。

これにより、相対角度検出装置は、２つの回転体の位相の誤差を吸収した相対角度が得られるので、２つの回転体の相対角度の検出精度をより高めることができる。

相対角度検出装置の望ましい態様として、２つの前記角度検出装置のうちの一方の前記回転体の位相と他方の前記回転体の位相との間の回転体間位相誤差をθ_ｍｇ、２つの前記角度検出装置のうちの一方で求めたｓｉｎ信号をｓｉｎθ_ｉｓ及びｃｏｓ信号をｃｏｓθ_ｉｓ、他方で求めたｓｉｎ信号をｓｉｎθ_ｏｓ及びｃｏｓ信号をｃｏｓθ_ｏｓ、前記相対角度をΔθ_ｉｏとし、前記θ_ｍｇが前記記憶部に記憶され、前記捩れ角演算部は、下記式（１２）を用いて前記Δθ_ｉｏを演算することが好ましい。

これにより、相対角度検出装置は、２つの回転体の位相の誤差を吸収した相対角度が得られるので、２つの回転体の相対角度の検出精度をより高めることができる。

本発明の一態様に係るトルクセンサは、上述した相対角度検出装置と、前記相対角度に基づきトルクを演算するトルク演算部と、を備え、２つの前記角度検出装置の双方の前記回転軸がトーションバーを介して接続されている。

これにより、トルクセンサは、高精度に検出された２つの回転体の相対角度を用いてトルク演算ができるので、トルク演算精度を高めることができる。

本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置は、上述したトルクセンサを備える。

これにより、電動パワーステアリング装置は、高精度に演算されたトルクによってモータを制御することができるので、モータ制御性能が向上する。

本発明の一態様に係る車両は、上述した電動パワーステアリング装置を備える。当該車両によれば、モータ制御性能の向上によって、操舵アシスト制御性能を向上させることができ、安定した操舵力で車両を走行させることができる。

本発明によれば、回転角度を高い精度で検出することができる角度検出装置、相対角度検出装置、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び車両を提供することができる。

図１は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。 図２は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。 図３は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの一例を模式的に示す斜視図である。 図４は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの一例を模式的に示す側面図である。 図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図である。 図６は、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。 図７は、実施形態１に係るトルクセンサの一例を示す図である。 図８は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例１を模式的に示す斜視図である。 図９は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例２を模式的に示す斜視図である。 図１０は、実施形態１の変形例２に係るトルクセンサの一例を示す図である。 図１１は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例３を模式的に示す斜視図である。 図１２は、実施形態１の変形例３に係るトルクセンサの一例を示す図である。 図１３は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例４を模式的に示す斜視図である。 図１４は、実施形態１の変形例４に係る相対角度検出装置の第５回転角度センサを図１３におけるＥ矢示方向に見た平面図である。 図１５は、実施形態１の変形例４に係る相対角度検出装置の第５回転角度センサを図１３におけるＦ矢示方向に見た平面図である。 図１６は、実施形態１の変形例４に係るトルクセンサの一例を示す図である。 図１７は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例５を模式的に示す斜視図である。 図１８は、実施形態１の変形例５に係る相対角度検出装置の第７回転角度センサを図１７におけるＧ矢示方向に見た平面図である。 図１９は、実施形態１の変形例５に係る相対角度検出装置の第７回転角度センサを図１７におけるＨ矢示方向に見た平面図である。 図２０は、実施形態１の変形例５に係るトルクセンサの一例を示す図である。 図２１は、実施形態１に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図２２は、実施形態１に係る第１正規化処理部及び第２正規化処理部の制御ブロックの一例を示す図である。 図２３は、図２２に示す第１正規化処理部及び第２正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。 図２４は、実施形態１に係る第１正規化処理部及び第２正規化処理部の制御ブロックの図２２とは異なる一例を示す図である。 図２５は、図２４に示す第１正規化処理部及び第２正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。 図２６は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における補正対象の一例を示す図である。 図２７は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部の制御ブロックの一例を示す図である。 図２８は、図２７に示す第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。 図２９は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における補正対象の図２６とは異なる一例を示す図である。 図３０は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部の図２７とは異なる制御ブロックの一例を示す図である。 図３１は、図３０に示す第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。 図３２は、実施形態１に係る第１回転角演算部及び第２回転角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。 図３３は、実施形態１に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。 図３４は、実施形態１の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図３５は、実施形態１の変形例に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。 図３６は、実施形態２に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図３７は、実施形態２の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図３８は、実施形態２に係る第１振幅変動抑制部及び第２振幅変動抑制部における補正対象の一例を示す図である。 図３９は、実施形態２に係る第１振幅変動抑制部及び第２振幅変動抑制部の制御ブロックの一例を示す図である。 図４０は、実施形態３に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図４１は、実施形態３の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図４２は、実施形態４に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図４３は、実施形態４に係る捩れ角演算部における補正対象の一例を示す図である。 図４４は、実施形態４に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。 図４５は、実施形態４の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。 図４６は、実施形態４の変形例に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両を模式的に示した斜視図である。図２は、実施形態１に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。図１に示すように、車両１０１は、電動パワーステアリング装置８０を搭載している。図２に示すように、電動パワーステアリング装置８０は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、操舵力アシスト機構８３と、ユニバーサルジョイント８４と、ロアシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、を備え、ピニオンシャフト８７に接合されている。また、電動パワーステアリング装置８０は、モータ制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９４と、を備える。車速センサ９５は、車体に備えられ、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信により信号として車速ＶをＥＣＵ９０に出力する。

図２に示すように、ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂと、を備える。入力軸８２ａの一方の端部がステアリングホイール８１に連結され、入力軸８２ａの他方の端部が出力軸８２ｂに連結される。また、出力軸８２ｂの一方の端部が入力軸８２ａに連結され、出力軸８２ｂの他方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結される。本実施形態では、入力軸８２ａ及び出力軸８２ｂは、機械構造用炭素鋼（ＳＣ材（Carbon Steel for Machine Structural Use））又は機械構造用炭素鋼鋼管（いわゆるＳＴＫＭ材（Carbon Steel Tubes for Machine Structural Purposes））等の一般的な鋼材等から形成される。

図２に示すように、ロアシャフト８５は、ユニバーサルジョイント８４を介して出力軸８２ｂに連結される部材である。ロアシャフト８５の一方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結される。また、ピニオンシャフト８７の一方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結され、ピニオンシャフト８７の他方の端部がステアリングギヤ８８に連結される。

図２に示すように、ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂと、を備える。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に連結される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。ラック８８ｂは、タイロッド８９に連結される。

図２に示すように、操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、モータ９３と、を備える。モータ９３は、例えば３相ブラシレスモータである。減速装置９２は、例えばウォーム減速装置である。モータ９３で生じたトルクは、減速装置９２の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置９２は、ウォーム及びウォームホイール（ウォームギヤ）によって、モータ９３で生じたトルクを増加させる。そして、減速装置９２は、出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。電動パワーステアリング装置８０は、コラムアシスト方式である。

出力軸８２ｂを介して出力された操舵トルク（補助操舵トルクを含む）は、ユニバーサルジョイント８４を介してロアシャフト８５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント８６を介してピニオンシャフト８７に伝達される。ピニオンシャフト８７に伝達された操舵トルクは、ステアリングギヤ８８を介してタイロッド８９に伝達され、車輪を変位させる。

ＥＣＵ９０は、モータ９３の動作を制御する装置である。イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）からＥＣＵ９０に電力が供給される。ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４、車速センサ９５から信号を取得する。具体的には、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４から操舵トルクＴを取得する。ＥＣＵ９０は、車速センサ９５から車体の車速Ｖを取得する。ＥＣＵ９０は、操舵トルクＴと車速Ｖと動作情報Ｙとに基づいて補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ９０は、その算出された補助操舵指令値に基づいてモータ９３へ供給する電力値Ｘを調節する。

なお、モータ９３は、例えば、４相以上のブラシレスモータとした構成であっても良いし、ブラシモータとした構成であっても良い。

また、電動パワーステアリング装置８０は、例えば、ラックアシスト方式又はピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置とした構成であっても良い。

＜トルクセンサの構成＞
図３は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの一例を模式的に示す斜視図である。図４は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの一例を模式的に示す側面図である。図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図である。図６は、図４におけるＢ−Ｂ断面図である。図７は、実施形態１に係るトルクセンサの一例を示す図である。

トルクセンサ９４Ａは、ステアリングホイール８１に付与されて入力軸８２ａに伝達された操舵トルクＴを検出する。具体的に、トルクセンサ９４Ａは、図７に示すように、相対角度検出装置３Ａと、トルク演算部１９とを備えている。相対角度検出装置３Ａは、センサ部１００Ａと、相対角度演算部１８とを備える。

センサ部１００Ａは、図３に示すように、回転軸を軸心として回転する第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａと、ばね鋼等の弾性部材から構成されたトーションバー８２ｃと、を備えている。入力軸８２ａと出力軸８２ｂとは、トーションバー８２ｃを介して同軸上に配置されている。

また、センサ部１００Ａは、第１多極リング磁石１０Ａの径方向外側に設けられた、第１多極リング磁石１０Ａの回転角度を検出する第１回転角度センサ１２Ａと、第２多極リング磁石１１Ａの径方向外側に設けられた、第２多極リング磁石１１Ａの回転角度を検出する第２回転角度センサ１３Ａとを備えている。

実施形態１において、第１多極リング磁石１０Ａは、入力軸８２ａの出力軸８２ｂ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、入力軸８２ａと同期回転可能に取付けられている。また、第２多極リング磁石１１Ａは、出力軸８２ｂの入力軸８２ａ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、出力軸８２ｂと同期回転可能に取付けられている。実施形態１の第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａは、例えば磁性体リングの外周面の部位を等間隔にＳ極及びＮ極の一方の磁極に着磁することで得られる。

具体的に、第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａは、図４のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面である図５及び図６に示すように、例えば図に網がけしてある部分がＮ極、網がけのない部分がＳ極といったように、周方向に異なる磁極が交互に等配されている。第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａの周方向に隣接するＳ極及びＮ極の磁極の一組から磁極対が構成される。

また、第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａは、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等から構成することが可能である。

第１回転角度センサ１２Ａ及び第２回転角度センサ１３Ａは、第１回転軸である入力軸８２ａとも第２回転軸である出力軸８２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられている。

第１回転角度センサ１２Ａは、第１多極リング磁石１０Ａの回転角度に応じてｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する。また、第２回転角度センサ１３Ａは、第２多極リング磁石１１Ａの回転角度に応じてｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する。

具体的に、第１回転角度センサ１２Ａは、図３及び図５に示すように、磁極ピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第１ｓｉｎセンサ１４Ａ及び第１ｃｏｓセンサ１５Ａを備える。また、第２回転角度センサ１３Ａは、図３及び図６に示すように、磁極ピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第２ｓｉｎセンサ１６Ａ及び第２ｃｏｓセンサ１７Ａを備える。

実施形態１において、第１回転角度センサ１２Ａは、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ及び第１ｃｏｓセンサ１５Ａが第１多極リング磁石１０Ａの磁極面と対向するように、第１多極リング磁石１０Ａに対してラジアル方向に対向して配置されている。また、第２回転角度センサ１３Ａは、第２ｓｉｎセンサ１６Ａ及び第２ｃｏｓセンサ１７Ａが第２多極リング磁石１１Ａの磁極面と対向するように、第２多極リング磁石１１Ａに対してラジアル方向に対向して配置されている。

第１ｓｉｎセンサ１４Ａ、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ、第２ｓｉｎセンサ１６Ａ、及び第２ｃｏｓセンサ１７Ａとしては、例えば、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗効果（ＭＲ（Magneto Resistance effect））センサなどの磁気センサ素子を用いることができる。

第１ｓｉｎセンサ１４Ａは、第１多極リング磁石１０Ａの回転角度（電気角度）θ_ｉｓに応じて第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓを出力し、第１ｃｏｓセンサ１５Ａは、第１多極リング磁石１０Ａの回転角度（電気角度）θ_ｉｓに応じて第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する。

また、第２ｓｉｎセンサ１６Ａは、第２多極リング磁石１１Ａの回転角度（電気角度）θ_ｏｓに応じて第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓを出力し、第２ｃｏｓセンサ１７Ａは、第２多極リング磁石１１Ａの回転角度（電気角度）θ_ｏｓに応じて第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する。

センサ部１００Ａの第１ｓｉｎセンサ１４Ａ、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ、第２ｓｉｎセンサ１６Ａ、及び第２ｃｏｓセンサ１７Ａから出力された、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓは、図７に示すように、相対角度演算部１８に入力される。

相対角度演算部１８は、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓに基づき、第１多極リング磁石１０Ａと第２多極リング磁石１１Ａとの相対角度（すなわち、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度）Δθ_ｉｏを算出する。相対角度演算部１８は、算出した相対角度Δθ_ｉｏをトルク演算部１９に出力する。

トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθ_ｉｏに基づき、操舵トルクＴを演算する。トーションバー８２ｃで連結される二軸の相対角度Δθ_ｉｏが得られれば、トーションバー８２ｃの断面二次極モーメント、横弾性係数、長さ、径などを用いて周知の算出方法によってトルクを算出することができる。

なお、上述した例では、第１回転角度センサ１２Ａを構成する第１ｓｉｎセンサ１４Ａ及び第１ｃｏｓセンサ１５Ａがそれぞれ磁気センサ素子を有し、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ及び第１ｃｏｓセンサ１５Ａがそれぞれ第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力し、第２回転角度センサ１３Ａを構成する第２ｓｉｎセンサ１６Ａ及び第２ｃｏｓセンサ１７Ａがそれぞれ磁気センサ素子を有し、第２ｓｉｎセンサ１６Ａ及び第２ｃｏｓセンサ１７Ａがそれぞれ第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する構成としたが、この構成に限らない。例えば、第１回転角度センサ１２Ａが第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓを出力する磁気センサ素子及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する磁気センサ素子の２つの磁気センサ素子を備え、第２回転角度センサ１３Ａが第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓを出力する磁気センサ素子及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する磁気センサ素子の２つの磁気センサ素子を備える構成としてもよい。

＜トルクセンサの変形例１＞
図８は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例１を模式的に示す斜視図である。

図８に示す実施形態１に係るトルクセンサ９４Ｂの変形例１では、図３に示すセンサ部１００Ａに代えて、構成が一部異なるセンサ部１００Ｂを備える点で、図３から図７に示す例とは異なる。

センサ部１００Ｂは、図８に示すように、図３に示す第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａに代えて、第３多極リング磁石１０Ｂ及び第４多極リング磁石１１Ｂを備える。

第３多極リング磁石１０Ｂ及び第４多極リング磁石１１Ｂは、図３に示す第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａと異なり、リング磁石の軸方向端面を周方向に交互に異なる磁極に着磁した構成となっている。

なお、第３多極リング磁石１０Ｂ及び第４多極リング磁石１１Ｂの取付位置は、図３に示す第１多極リング磁石１０Ａ及び第２多極リング磁石１１Ａと同様である。また、第３多極リング磁石１０Ｂ及び第４多極リング磁石１１Ｂは、同一構成の多極リング磁石から構成されている。

第３多極リング磁石１０Ｂ及び第４多極リング磁石１１Ｂは、図８に示すように、例えば図に網がけしてある部分がＮ極、網がけのない部分がＳ極といったように、周方向に異なる磁極が交互に等配されている。第３多極リング磁石１０Ｂ及び第４多極リング磁石１１Ｂの周方向に隣接するＳ極及びＮ極の磁極の一組から磁極対が構成される。

また、第３多極リング磁石１０Ｂ及び第４多極リング磁石１１Ｂは、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等から構成することが可能である。

センサ部１００Ｂは、図３に示すセンサ部１００Ａと同様の第１回転角度センサ１２Ｂ及び第２回転角度センサ１３Ｂを備えるが、これらの配置位置が図３に示す構成とは異なる。

具体的に、図８に示すように、実施形態１の変形例１において、第１回転角度センサ１２Ｂは、第１ｓｉｎセンサ１４Ｂ及び第１ｃｏｓセンサ１５Ｂが第３多極リング磁石１０Ｂの磁極面に対向するように、第３多極リング磁石１０Ｂに対してアキシアル方向に対向して配置されている。また、第２回転角度センサ１３Ｂは、第２ｓｉｎセンサ１６Ｂ及び第２ｃｏｓセンサ１７Ｂが第４多極リング磁石１１Ｂの磁極面に対向するように、第４多極リング磁石１１Ｂに対してアキシアル方向に対向して配置されている。

第１回転角度センサ１２Ｂ及び第２回転角度センサ１３Ｂは、入力軸８２ａとも出力軸８２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられている。

また、実施形態１の変形例１において、第１ｓｉｎセンサ１４Ｂ及び第１ｃｏｓセンサ１５Ｂは、図８に示すように、磁極ピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置されている。また、実施形態１の変形例１において、第２ｓｉｎセンサ１６Ｂ及び第２ｃｏｓセンサ１７Ｂは、図８に示すように、磁極ピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置されている。

図８に示すように、実施形態１の変形例１において、第１回転角度センサ１２Ｂは、第１ｓｉｎセンサ１４Ｂ及び第１ｃｏｓセンサ１５Ｂが第３多極リング磁石１０Ｂの軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置されている。また、第２回転角度センサ１３Ｂは、第２ｓｉｎセンサ１６Ｂ及び第２ｃｏｓセンサ１７Ｂが第４多極リング磁石１１Ｂの軸方向の一方の端面に形成された磁極面に対向して配置されている。このため、例えば、リング磁石に対してラジアル方向の配置スペースが取れない場合などにおいて、アキシアル対向で回転角度センサを配置することが可能となる。

＜トルクセンサの変形例２＞
図９は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例２を模式的に示す斜視図である。図１０は、実施形態１の変形例２に係るトルクセンサの一例を示す図である。

図９及び図１０に示す実施形態１に係るトルクセンサ９４Ｃの変形例２では、相対角度の検出にレゾルバを用いるセンサ部１００Ｃを備えている。

実施形態１の変形例２に係るトルクセンサ９４Ｃは、図１０に示すように、相対角度検出装置３Ｃと、トルク演算部１９とを備えている。また、相対角度検出装置３Ｃは、センサ部１００Ｃと、相対角度演算部１８とを備える。

センサ部１００Ｃは、図９に示すように、第１レゾルバ５０と、第２レゾルバ５１と、励磁信号供給部５６とを備える。

第１レゾルバ５０は、図１０に示す例では、外周に１２個の歯を等配に有する第１ロータ１０Ｃと、入力軸８２ａとも出力軸８２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられ且つ内周に等配された１６個のポールのそれぞれにコイルを巻き付けてなる１６個の電機子巻線（磁極）を有する第１ステータ１２Ｃとを備える。

第２レゾルバ５１は、図１０に示す例では、外周に１２個の歯を等配に有する第２ロータ１１Ｃと、入力軸８２ａとも出力軸８２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられ、且つ、内周に等配された１６個のポールのそれぞれにコイルを巻き付けてなる１６個の電機子巻線（磁極）を周方向に等配に有する第２ステータ１３Ｃとを備える。

なお、第１レゾルバ５０及び第２レゾルバ５１において、歯の数は１２個に限らず、１１個以下又は１３個以上としてもよい。また、電機子巻線の数は１６個に限らず１５個以下又は１７個以上としてもよい。

第１ロータ１０Ｃは、入力軸８２ａに該入力軸８２ａと同期回転可能に取り付けられ、第２ロータ１１Ｃは、出力軸８２ｂに該出力軸８２ｂと同期回転可能に取付けられている。

第１ロータ１０Ｃと第１ステータ１２Ｃとは、第１ステータ１２Ｃが第１ロータ１０Ｃの外側に同心に配置され、且つ、第１ロータ１０Ｃの各歯と第１ステータ１２Ｃの各電機子巻線とが径方向に所定のエアギャップを空けて対向するように配置されている。

第２ロータ１１Ｃと第２ステータ１３Ｃとは、第２ステータ１３Ｃが第２ロータ１１Ｃの外側に同心に配置され、且つ、第２ロータ１１Ｃの各歯と第２ステータ１３Ｃの各電機子巻線とが径方向に所定のエアギャップを空けて対向するように配置されている。

実施形態１の変形例２において、第１ロータ１０Ｃは、入力軸８２ａの出力軸８２ｂ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、入力軸８２ａと同期回転可能に取付けられている。また、第２ロータ１１Ｃは、出力軸８２ｂの入力軸８２ａ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、出力軸８２ｂと同期回転可能に取付けている。

励磁信号供給部５６は、第１ステータ１２Ｃ及び第２ステータ１３Ｃの各電機子巻線のコイルに正弦波状の励磁信号を供給する。

実施形態１の変形例２において、第１レゾルバ５０及び第２レゾルバ５１は４相のレゾルバである。即ち、第１ステータ１２Ｃ及び第２ステータ１３Ｃの各ポールは、第１ロータ１０Ｃ及び第２ロータ１１Ｃの歯のピッチの整数倍から１／４ピッチずらされて設けられている。

これにより、第１ステータ１２Ｃ及び第２ステータ１３Ｃの１６個の電機子巻線のコイルの出力を周方向に９０°ずつ４分割すると、分割された周方向９０°内の４個の電機子巻線のコイルの出力は、隣接する電機子巻線間において互いに９０°ずつ位相がずれた正弦波（又は余弦波）信号となる。実施形態１の変形例２では、各電機子巻線のコイルのうち、同じ信号を出力するコイルを直列に接続している。

すなわち、第１ロータ１０Ｃの回転角度をθ_ｉｓとすると、第１ステータ１２Ｃのコイルの出力からは、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓが得られる。

また、第２ロータ１１Ｃの回転角度をθ_ｏｓとすると、第２ステータ１３Ｃのコイルの出力からは、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓが得られる。

センサ部１００Ｃの各コイルから出力された、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓは、図１０に示すように、レゾルバケーブルを介して相対角度演算部１８に入力される。

相対角度演算部１８は、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓに基づき、第１ロータ１０Ｃと第２ロータ１１Ｃとの相対角度（すなわち、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度）Δθ_ｉｏを算出する。相対角度演算部１８は、算出した相対角度Δθ_ｉｏをトルク演算部１９に出力する。

トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθ_ｉｏに基づき、操舵トルクＴを演算する。トーションバー８２ｃで連結される二軸の相対角度Δθ_ｉｏが得られれば、トーションバー８２ｃの断面二次極モーメント、横弾性係数、長さ、径などを用いて周知の算出方法によってトルクを算出することができる。

＜トルクセンサの変形例３＞
図１１は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例３を模式的に示す斜視図である。図１２は、実施形態１の変形例３に係るトルクセンサの一例を示す図である。

図１１から図１２に示す実施形態１に係るトルクセンサ９４Ｄの変形例３では、回転角度の検出に光学式エンコーダを用いるセンサ部１００Ｄを備えている。

実施形態１の変形例３に係るトルクセンサ９４Ｄは、図１２に示すように、相対角度検出装置３Ｄと、トルク演算部１９とを備えている。また、相対角度検出装置３Ｄは、センサ部１００Ｄと、相対角度演算部１８とを備える。

センサ部１００Ｄは、図１１に示すように、円環形状且つ薄板形状の第１コードホイール１０Ｄ及び第２コードホイール１１Ｄと、第１コードホイール１０Ｄの回転角度を検出する第３回転角度センサ１２Ｄと、第２コードホイール１１Ｄの回転角度を検出する第４回転角度センサ１３Ｄとを備える。

第１コードホイール１０Ｄは、板面の外周部近傍に、平面視で矩形状の貫通孔からなる複数のスリット１０Ｄｓが周方向に沿って等間隔に形成されている。

第２コードホイール１１Ｄは、板面の外周部近傍に、平面視で矩形状の貫通孔からなる複数のスリット１１Ｄｓが周方向に沿って等間隔に形成されている。

実施形態１の変形例３において、第１コードホイール１０Ｄは、入力軸８２ａの出力軸８２ｂ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、入力軸８２ａと同期回転可能に取付けられている。また、第２コードホイール１１Ｄは、出力軸８２ｂの入力軸８２ａ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、出力軸８２ｂと同期回転可能に取付けられている。

第３回転角度センサ１２Ｄ及び第４回転角度センサ１３Ｄは、入力軸８２ａとも出力軸８２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられている。

第３回転角度センサ１２Ｄは、第１コードホイール１０Ｄの回転角度に応じて第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する。

第４回転角度センサ１３Ｄは、第２コードホイール１１Ｄの回転角度に応じて第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する。

具体的に、第３回転角度センサ１２Ｄは、スリット１０Ｄｓのピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第１ｓｉｎ光学センサ１４Ｄ及び第１ｃｏｓ光学センサ１５Ｄを備える。また、第４回転角度センサ１３Ｄは、スリット１１Ｄｓのピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置された第２ｓｉｎ光学センサ１６Ｄ及び第２ｃｏｓ光学センサ１７Ｄを備える。

第１ｓｉｎ光学センサ１４Ｄは、第１コードホイール１０Ｄの回転角度に応じて第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓを出力し、第１ｃｏｓ光学センサ１５Ｄは、第１コードホイール１０Ｄの回転角度に応じて第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する。

また、第２ｓｉｎ光学センサ１６Ｄは、第２コードホイール１１Ｄの回転角度に応じて第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓを出力し、第２ｃｏｓ光学センサ１７Ｄは、第２コードホイール１１Ｄの回転角度に応じて第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する。

ここで、各光学センサの概略構造例について説明する。各光学センサは、軸方向断面が略Ｕ字状の検出枠と、この検出枠の内側の上下に対向する２本の枠部のうち上側の枠部に設けられた光源と、検出枠の内側の上下に対向する２本の枠部のうち下側の枠部に設けられた受光部とを備える。光源及び受光部は、光源からの射出光を受光部が受光可能にそれぞれ対向して配置されている。

各光学センサは、検出枠の内側の光源及び受光部の間の空間内をスリット１０Ｄｓ（１１Ｄｓ）の全体が通るように、第１コードホイール１０Ｄ（第２コードホイール１１Ｄ）の外周側端部のスリットの形成位置を含む領域を検出枠の２本の枠部で挟み込むように配置されている。即ち、光源からの射出光がスリット１０Ｄｓ（１１Ｄｓ）を通って受光部で受光可能に配置されている。

相対角度演算部１８は、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓに基づき、第１多極リング磁石１０Ａと第２多極リング磁石１１Ａとの相対角度（すなわち、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度）Δθ_ｉｏを算出する。相対角度演算部１８は、算出した相対角度Δθ_ｉｏをトルク演算部１９に出力する。

トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθ_ｉｏに基づき、操舵トルクＴを演算する。トーションバー８２ｃで連結される二軸の相対角度Δθ_ｉｏが得られれば、トーションバー８２ｃの断面二次極モーメント、横弾性係数、長さ、径などを用いて周知の算出方法によってトルクを算出することができる。

なお、上述した例では、第１コードホイール１０Ｄ及び第２コードホイール１１Ｄの板面の外周部近傍に、周方向に沿って複数のスリット１０Ｄｓ，１１Ｄｓを設け、スリット１０Ｄｓ，１１Ｄｓを通る光源光を受光部で受光する構成としたが、この構成に限らない。例えば、非反射性部材で構成した第１コードホイール１０Ｄ及び第２コードホイール１１Ｄの板面の外周部近傍に、スリット１０Ｄｓ，１１Ｄｓに代えて、周方向に沿って例えばスリット１０Ｄｓ，１１Ｄｓと同形状の反射性部材を設け、この反射性部材に入射した光源光の反射光を受光部で受光する構成としてもよい。

また、上述した例では、第１ｓｉｎ光学センサ１４Ｄ及び第１ｃｏｓ光学センサ１５Ｄを、スリット１０Ｄｓのピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置し、第２ｓｉｎ光学センサ１６Ｄ及び第２ｃｏｓ光学センサ１７Ｄを、スリット１１Ｄｓのピッチに対して電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置する構成とした。この構成に限らず、同じピッチのスリット列を径方向に２列設け、一方のスリット列に対して他方を径方向に電気角で９０°分だけ移相させて（９０°の位相差を有する状態に）配置する構成としてもよい。この場合には、例えば、２つの光学センサを径方向に並べて同位相に固定配置し、各スリット列に対してスリットを透過した光源光を受光可能に、光学センサを配置する。但し、内径側のセンサは設置の問題からＵ字状にできないため、センサ形状を変更する必要がある。

＜トルクセンサの変形例４＞
図１３は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例４を模式的に示す斜視図である。図１４は、実施形態１の変形例４に係る相対角度検出装置の第５回転角度センサを図１３におけるＥ矢示方向に見た平面図である。図１５は、実施形態１の変形例４に係る相対角度検出装置の第５回転角度センサを図１３におけるＦ矢示方向に見た平面図である。図１６は、実施形態１の変形例４に係るトルクセンサの一例を示す図である。

図１３から図１６に示す実施形態１に係るトルクセンサ９４Ｅの変形例４では、回転角度の検出に渦電流を用いるセンサ部１００Ｅを備えている。

実施形態１の変形例４に係るトルクセンサ９４Ｅは、図１６に示すように、相対角度検出装置３Ｅと、トルク演算部１９とを備えている。また、相対角度検出装置３Ｅは、センサ部１００Ｅと、相対角度演算部１８とを備える。

センサ部１００Ｅは、第１ターゲット１０Ｅ及び第２ターゲット１１Ｅと、第１ターゲット１０Ｅの回転角度を検出する第５回転角度センサ１２Ｅと、第２ターゲット１１Ｅの回転角度を検出する第６回転角度センサ１３Ｅとを備える。

第１ターゲット１０Ｅは、環状且つ薄板形状の導体から構成された第１環状導体１０Ｅａと、第１環状導体１０Ｅａの外径側端部を、軸方向から平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に形成してなる第１正弦波状部１０Ｅｂとを備える。すなわち、第１正弦波状部１０Ｅｂは、径方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。

第２ターゲット１１Ｅは、環状且つ薄板形状の導体から構成された第２環状導体１１Ｅａと、第２環状導体１１Ｅａの外径側端部を、軸方向から平面視して周方向に沿って正弦波状に変化する形状に形成してなる第２正弦波状部１１Ｅｂとを備える。すなわち、第２正弦波状部１１Ｅｂは、径方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。

第１ターゲット１０Ｅ及び第２ターゲット１１Ｅは、例えば、アルミニウム、鋼、銅等の金属、または金属を含有するプラスチック材料等の導体から構成することが可能である。

実施形態１の変形例４において、第１ターゲット１０Ｅは、入力軸８２ａの出力軸８２ｂ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、入力軸８２ａと同期回転可能に取付けられている。また、第２ターゲット１１Ｅは、出力軸８２ｂの入力軸８２ａ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、出力軸８２ｂと同期回転可能に取付けられている。

第５回転角度センサ１２Ｅ及び第６回転角度センサ１３Ｅは、入力軸８２ａとも出力軸８２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられている。

第５回転角度センサ１２Ｅは、第１ターゲット１０Ｅの回転角度に応じて第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する。

第６回転角度センサ１３Ｅは、第２ターゲット１１Ｅの回転角度に応じて第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する。

ここで、各回転角度センサの構造例として、第５回転角度センサ１２Ｅの構造例について説明する。

具体的に、第５回転角度センサ１２Ｅは、図１４に示すように、基板１２Ｅｓを備える。さらに、基板１２Ｅｓの表側面１２Ｅａ上に、第１ターゲット１０Ｅの第１正弦波状部１０Ｅｂに対してインダクタンスの変化が電気角０°、電気角９０°、電気角１８０°、電気角２７０°となる位置にそれぞれ実装された平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を備える。

さらに、第５回転角度センサ１２Ｅは、図１５に示すように、基板１２Ｅｓの裏側面１２Ｅｂ上に実装された、ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）１２Ｅｃと、周辺回路１２Ｅｄとを備える。

なお、第６回転角度センサ１３Ｅは、基板の符号を１３Ｅｓに、基板１３Ｅｓの表側面の符号を１３Ｅａに、基板１３Ｅｓの裏側面の符号を１３Ｅｂに、ＡＳＩＣの符号を１３Ｅｃに、周辺回路の符号を１３Ｅｄにそれぞれ置き換えるのみで、上記第５回転角度センサ１２Ｅと同様の構成となるので説明を省略する。

実施形態１の変形例４において、第５回転角度センサ１２Ｅは、平面コイルＬ１からＬ４が第１ターゲット１０Ｅの第１正弦波状部１０Ｅｂと対向するように、第１ターゲット１０Ｅに対してアキシアル方向に対向させて配置している。また、第６回転角度センサ１３Ｅは、平面コイルＬ１からＬ４が第２ターゲット１１Ｅの第２正弦波状部１１Ｅｂと対向するように、第２ターゲット１１Ｅに対してアキシアル方向に対向させて配置している。

第５回転角度センサ１２Ｅは、平面コイルＬ１からＬ４に電流を流してこれら平面コイルを励磁させ、この励磁による磁束によって第１ターゲット１０Ｅに渦電流を発生させる。そして、周辺回路１２Ｅｄにおいて、この発生した渦電流によって平面コイルＬ１からＬ４のインダクタンスが減少する際の電圧変化（渦電流損失）を検出する。この電圧変化は、周辺回路１２Ｅｄによって、平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の差動信号として検出される。第５回転角度センサ１２Ｅは、周辺回路１２Ｅｄで検出した第１ターゲット１０Ｅの回転角度に応じた差動信号を、ＡＳＩＣ１２Ｅｃによって、シングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する。

第６回転角度センサ１３Ｅは、平面コイルＬ１からＬ４に電流を流してこれら平面コイルを励磁させ、この励磁による磁束によって第２ターゲット１１Ｅに渦電流を発生させる。そして、周辺回路１３Ｅｄにおいて、この発生した渦電流によって平面コイルＬ１からＬ４のインダクタンスが減少する際の電圧変化（渦電流損失）を検出する。この電圧変化は、周辺回路１３Ｅｄによって、平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の差動信号として検出される。第６回転角度センサ１３Ｅは、周辺回路１３Ｅｄで検出した第２ターゲット１１Ｅの回転角度に応じた差動信号を、ＡＳＩＣ１３Ｅｃにおいてシングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する。

相対角度演算部１８は、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓに基づき、第１多極リング磁石１０Ａと第２多極リング磁石１１Ａとの相対角度（すなわち、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度）Δθ_ｉｏを算出する。相対角度演算部１８は、算出した相対角度Δθ_ｉｏをトルク演算部１９に出力する。

トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθ_ｉｏに基づき、操舵トルクＴを演算する。トーションバー８２ｃで連結される二軸の相対角度Δθ_ｉｏが得られれば、トーションバー８２ｃの断面二次極モーメント、横弾性係数、長さ、径などを用いて周知の算出方法によってトルクを算出することができる。

図１３に示すように、実施形態１の変形例４において、第５回転角度センサ１２Ｅは、該第５回転角度センサ１２Ｅの有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１からＬ４）が第１正弦波状部１０Ｅｂと対向するように第１ターゲット１０Ｅの軸方向の一方の端面に対向して配置されている。また、第６回転角度センサ１３Ｅは、該第６回転角度センサ１３Ｅの有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１からＬ４）が第２正弦波状部１１Ｅｂと対向するように第２ターゲット１１Ｅの軸方向の一方の端面に対向して配置されている。このため、例えば、ターゲットに対してラジアル方向の配置スペースが取れない場合などにおいて、アキシアル対向で回転角度センサを配置することが可能となる。

なお、上述した例では、第１正弦波状部１０Ｅｂ及び第２正弦波状部１１Ｅｂを、第１環状導体１０Ｅａ及び第２環状導体１１Ｅａの外径側端部に形成する構成としたが、この構成に限らない。例えば、入力軸８２ａ又は出力軸８２ｂと同期回転する円筒体（導体に限らない）の軸方向の一端面に周方向に沿って径方向の幅が正弦波状に変化する環状の導体パターンを貼り付けるなどして設けるなど他の構成としてもよい。

＜トルクセンサの変形例５＞
図１７は、実施形態１に係る相対角度検出装置を備えたトルクセンサの変形例５を模式的に示す斜視図である。図１８は、実施形態１の変形例５に係る相対角度検出装置の第７回転角度センサを図１７におけるＧ矢示方向に見た平面図である。図１９は、実施形態１の変形例５に係る相対角度検出装置の第７回転角度センサを図１７におけるＨ矢示方向に見た平面図である。図２０は、実施形態１の変形例５に係るトルクセンサの一例を示す図である。

図１７から図２０に示す実施形態１に係るトルクセンサ９４Ｆの変形例５では、回転角度の検出に渦電流を用いるセンサ部１００Ｆを備えている。

実施形態１の変形例５に係るトルクセンサ９４Ｆは、図２０に示すように、相対角度検出装置３Ｆと、トルク演算部１９とを備えている。また、相対角度検出装置３Ｆは、センサ部１００Ｆと、相対角度演算部１８とを備える。

センサ部１００Ｆは、第３ターゲット１０Ｆ及び第４ターゲット１１Ｆと、第３ターゲット１０Ｆの回転角度を検出する第７回転角度センサ１２Ｆと、第４ターゲット１１Ｆの回転角度を検出する第８回転角度センサ１３Ｆとを備える。

第３ターゲット１０Ｆは、円筒状の第１円筒体１０Ｆａと、第１円筒体１０Ｆａの外周部に周方向に沿って環状に形成された、平面視で２つの正弦波が上下線対称に合わさった形状の第３正弦波状部１０Ｆｂとを備える。すなわち、第３正弦波状部１０Ｆｂは、軸方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。

第４ターゲット１１Ｆは、円筒状の第２円筒体１１Ｆａと、第２円筒体１１Ｆａの外周部に周方向に沿って環状に形成された、平面視で２つの正弦波形状が上下線対称に合わさった形状の第４正弦波状部１１Ｆｂとを備える。すなわち、第４正弦波状部１１Ｆｂは、軸方向の幅が正弦波状に変化する形状となる。

第３正弦波状部１０Ｆｂ及び第４正弦波状部１１Ｆｂは、例えば、アルミニウム、鋼、銅等の金属、または金属を含有するプラスチック材料等の導体から構成することができる。

実施形態１の変形例５において、第３ターゲット１０Ｆは、入力軸８２ａの出力軸８２ｂ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、入力軸８２ａと同期回転可能に取付けている。また、第４ターゲット１１Ｆは、出力軸８２ｂの入力軸８２ａ側端部（理想的にはトーションバー８２ｃの連結位置）に、出力軸８２ｂと同期回転可能に取付けている。

第７回転角度センサ１２Ｆ及び第８回転角度センサ１３Ｆは、入力軸８２ａとも出力軸８２ｂとも同期回転しない固定部位に設けられている。

第７回転角度センサ１２Ｆは、第３ターゲット１０Ｆの回転角度に応じて第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する。

第８回転角度センサ１３Ｆは、第４ターゲット１１Ｆの回転角度に応じて第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する。

ここで、各回転角度センサの構造例として、第７回転角度センサ１２Ｆの構造例について説明する。

具体的に、第７回転角度センサ１２Ｆは、図１７に示すように、第３ターゲット１０Ｆの外周面と対向する面が外周面に沿った曲面状となっている。そして、第７回転角度センサ１２Ｆは、図１８に示すように、曲面１２Ｆａ上に設けられた平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を備える。すなわち、実施形態１の変形例５では、図１７に示すように、第７回転角度センサ１２Ｆを、その平面コイルＬ１からＬ４が第３ターゲット１０Ｆの第３正弦波状部１０Ｆｂに所定間隙を空けて対向するように、第３ターゲット１０Ｆに対してラジアル方向に対向させて配置している。

ここで、曲面１２Ｆａ上に設けられた平面コイルＬ１からＬ４は、第３ターゲット１０Ｆの第３正弦波状部１０Ｆｂに対してインダクタンスの変化が電気角０°、電気角９０°、電気角１８０°、電気角２７０°となる位置関係に配置されている。

また、第７回転角度センサ１２Ｆは、図１９に示すように、曲面１２Ｆａの反対側の面１２Ｆｂ側から見て、内部に基板１２Ｆｓを備え、この基板１２Ｆｓの曲面１２Ｆａ側の面上に実装された、ＡＳＩＣ１２Ｆｃと、周辺回路１２Ｆｄとを備える。

なお、第８回転角度センサ１３Ｆの構成は、第７回転角度センサ１２Ｆと同様であるので、ここでは説明を省略する。

第７回転角度センサ１２Ｆは、平面コイルＬ１からＬ４に電流を流してこれら平面コイルを励磁させ、この励磁による磁束によって第３ターゲット１０Ｆに渦電流を発生させる。そして、この発生した渦電流によって渦電流損失が発生し、平面コイルＬ１からＬ４のインダクタンスが減少する。その際の電圧変化を、周辺回路１２Ｆｄにおいて検出する。この電圧変化は、平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の差動信号として検出される。

すなわち、第７回転角度センサ１２Ｆは、第３ターゲット１０Ｆの回転角度に応じた差動信号を周辺回路１２Ｆｄで検出し、ＡＳＩＣ１２Ｆｃによって、検出した差動信号をシングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを出力する。

第８回転角度センサ１３Ｆは、平面コイルＬ１からＬ４に電流を流してこれら平面コイルを励磁させ、この励磁による磁束によって第４ターゲット１１Ｆに渦電流を発生させる。そして、この発生した渦電流によって渦電流損失が発生し、平面コイルＬ１からＬ４のインダクタンスが減少する。その際の電圧変化を、周辺回路１３Ｆｄにおいて検出する。この電圧変化は、平面コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の差動信号として検出される。

すなわち、第８回転角度センサ１３Ｆは、第４ターゲット１１Ｆの回転角度に応じた差動信号を周辺回路１３Ｆｄで検出し、ＡＳＩＣ１３Ｆｃによって、検出した差動信号をシングルエンドの信号に変換する。そして、変換後の信号である第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを出力する。

相対角度演算部１８は、入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓに基づき、第１多極リング磁石１０Ａと第２多極リング磁石１１Ａとの相対角度（すなわち、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度）Δθ_ｉｏを算出する。相対角度演算部１８は、算出した相対角度Δθ_ｉｏをトルク演算部１９に出力する。

トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθ_ｉｏに基づき、操舵トルクＴを演算する。トーションバー８２ｃで連結される二軸の相対角度Δθ_ｉｏが得られれば、トーションバー８２ｃの断面二次極モーメント、横弾性係数、長さ、径などを用いて周知の算出方法によってトルクを算出することができる。

図１７に示すように、実施形態１の変形例５において、第７回転角度センサ１２Ｆは、該第７回転角度センサ１２Ｆの有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１からＬ４）が第３正弦波状部１０Ｆｂと対向するように第３ターゲット１０Ｆの外周面に対向して配置されている。また、第８回転角度センサ１３Ｆは、該第８回転角度センサ１３Ｆの有する複数のインダクタンス素子（平面コイルＬ１からＬ４）が第４正弦波状部１１Ｆｂと対向するように第４ターゲット１１Ｆの外周面に対向して配置されている。このため、例えば、ターゲットに対してアキシアル方向の配置スペースが取れない場合などにおいて、ラジアル対向で回転角度センサを配置することが可能となる。

なお、上述した例では、第３正弦波状部１０Ｆｂ及び第４正弦波状部１１Ｆｂを、第１円筒体１０Ｆａ及び第２円筒体１１Ｆａの外周面に設ける構成としたが、この構成に限らない。例えば、第３正弦波状部１０Ｆｂ及び第４正弦波状部１１Ｆｂを、第１円筒体１０Ｆａ及び第２円筒体１１Ｆａの内周面に設けてもよい。この場合には、第７回転角度センサ１２Ｆ及び第８回転角度センサ１３Ｆを第１第２円筒体１０Ｆａ及び第２円筒体１１Ｆａの内側に設ける。

＜トルクセンサの機能ブロック＞
図２１は、実施形態１に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。なお、以下の説明において、上述した各構成部は以下の通り呼称する。すなわち、各トルクセンサ９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃ，９４Ｄ，９４Ｅ，９４Ｆをトルクセンサ９４と称し、各センサ部１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆをセンサ部１００と称し、各相対角度検出装置３Ａ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆを相対角度検出装置３と称し、第１多極リング磁石１０Ａ、第３多極リング磁石１０Ｂ、第１ロータ１０Ｃ、第１コードホイール１０Ｄ、第１ターゲット１０Ｅ、及び第３ターゲット１０Ｆを第１回転体１０と称し、第２多極リング磁石１１Ａ、第４多極リング磁石１１Ｂ、第２ロータ１１Ｃ、第２コードホイール１１Ｄ、第２ターゲット１１Ｅ、及び第４ターゲット１１Ｆを第２回転体１１と称し、第１回転角度センサ１２Ａ，１２Ｂ、第１ステータ１２Ｃ、第３回転角度センサ１２Ｄ、第５回転角度センサ１２Ｅ、及び第７回転角度センサ１２Ｆを第１回転角度検出部１２と称し、第２回転角度センサ１３Ａ，１３Ｂ、第２ステータ１３Ｃ、第４回転角度センサ１３Ｄ、第６回転角度センサ１３Ｅ、及び第８回転角度センサ１３Ｆを第２回転角度検出部１３と称する。

なお、第１回転体１０及び第１回転角度検出部１２は、上述した各構成例に限るものではなく、第１回転体１０の回転角を検出してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力するような構成であれば、どのような構成であっても良い。

また、第２回転体１１及び第２回転角度検出部１３は、上述した各構成例に限るものではなく、第２回転体１１の回転角を検出してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力するような構成であれば、どのような構成であっても良い。

相対角度演算部１８は、センサ部１００の第１回転角度検出部１２から入力される信号（第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ）及び第２回転角度検出部１３から入力される信号（第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓ）に基づき、入力軸８２ａに対する出力軸８２ｂの相対角度（第１回転体１０に対する第２回転体１１の相対角度）を演算し、演算結果を相対角度Δθ_ｉｏとしてトルク演算部１９に出力する。具体的には、相対角度演算部１８は、図２１に示すように、第１角度演算部１８１と、第２角度演算部１８２と、捩れ角演算部１８３と、を備える。

第１回転角度検出部１２及び第１角度演算部１８１は、第１角度検出装置１を構成する。

第２回転角度検出部１３及び第２角度演算部１８２は、第２角度検出装置２を構成する。

第１角度検出装置１、第２角度検出装置２、及び捩れ角演算部１８３は、本実施形態に係る相対角度検出装置３を構成する。

第１角度演算部１８１は、第１正規化処理部１８１１と、第１センサ位相補正部１８１２と、第１回転角演算部１８１４と、第１記憶部１８１５と、を備える。第１記憶部１８１５には、第１角度演算部１８１において用いられるパラメータや演算式が記憶されている。第１角度演算部１８１において用いられるパラメータや演算式には、第１回転角度検出部１２の出力である第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓの補正に用いる情報が含まれる。以下、第１回転角度検出部１２の出力である第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓの補正に用いる情報を、「第１センサ補正情報」という。この第１センサ補正情報としては、第１回転角度検出部１２の出力が、予め想定した第１回転体１０の回転角の理想値を基準とするｓｉｎ信号の値又はｃｏｓ信号の値に近づくようなパラメータや演算式が設定されているものとする。

第１角度演算部１８１には、第１回転角度検出部１２から出力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓが入力される。

第１正規化処理部１８１１は、第１回転角度検出部１２から出力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを正規化して第１センサ位相補正部１８１２に出力する。

第１センサ位相補正部１８１２は、第１正規化処理部１８１１の出力の位相を補正して第１回転角演算部１８１４に出力する。

第１回転角演算部１８１４は、第１センサ位相補正部１８１２の出力に基づき、入力軸８２ａの回転角である入力軸回転角θ_ｉｓ（ｒａｄ）を演算する。

第２角度演算部１８２は、第２正規化処理部１８２１と、第２センサ位相補正部１８２２と、第２回転角演算部１８２４と、第２記憶部１８２５と、を備える。第２記憶部１８２５には、第２角度演算部１８２において用いられるパラメータや演算式が記憶されている。第２角度演算部１８２において用いられるパラメータや演算式には、第２回転角度検出部１３の出力である第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓの補正に用いる情報が含まれる。以下、第２回転角度検出部１３の出力である第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓの補正に用いる情報を、「第２センサ補正情報」という。この第２センサ補正情報としては、第２回転角度検出部１３の出力が、予め想定した第２回転体１１の回転角の理想値を基準とするｓｉｎ信号の値又はｃｏｓ信号の値に近づくようなパラメータや演算式が設定されているものとする。

第２角度演算部１８２には、第２回転角度検出部１３から出力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓが入力される。

第２正規化処理部１８２１は、第２回転角度検出部１３から出力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを正規化して第２センサ位相補正部１８２２に出力する。

第２センサ位相補正部１８２２は、第２正規化処理部１８２１の出力の位相を補正して第２回転角演算部１８２４に出力する。

第２回転角演算部１８２４は、第２センサ位相補正部１８２２の出力に基づき、出力軸８２ｂの回転角である出力軸回転角θ_ｏｓ（ｒａｄ）を演算する。

捩れ角演算部１８３は、第３記憶部１８３１を含む。第３記憶部１８３１には、捩れ角演算部１８３において用いられるパラメータや演算式が記憶されている。捩れ角演算部１８３において用いられるパラメータや演算式には、入力軸回転角θ_ｉｓ及び出力軸回転角θ_ｏｓの差分の補正に用いる情報が含まれる。以下、入力軸回転角θ_ｉｓ及び出力軸回転角θ_ｏｓの差分の補正に用いる情報を、「回転体間位相補正情報」という。

捩れ角演算部１８３には、第１角度演算部１８１から出力された入力軸回転角θ_ｉｓと、第２角度演算部１８２から出力された出力軸回転角θ_ｏｓが入力される。捩れ角演算部１８３は、入力軸回転角θ_ｉｓ及び出力軸回転角θ_ｏｓの差分を相対角度Δθ_ｉｏとしてトルク演算部１９に出力する。

トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθ_ｉｏに基づき、操舵トルクＴを演算する。例えば、トルク演算部１９は、トーションバー８２ｃの特性によって決まる、相対角度Δθ_ｉｏと操舵トルクＴとの関係を記憶している。トルク演算部１９は、相対角度演算部１８から入力された相対角度Δθ_ｉｏと、記憶された相対角度Δθ_ｉｏと操舵トルクＴとの関係と、に基づいて操舵トルクＴを演算し、ＥＣＵ９０に出力する。

次に、実施形態１に係る第１角度演算部１８１及び第２角度演算部１８２の各構成部について説明する。

まず、実施形態１に係る第１正規化処理部１８１１及び第２正規化処理部１８２１について説明する。

図２２は、実施形態１に係る第１正規化処理部及び第２正規化処理部の制御ブロックの一例を示す図である。図２３は、図２２に示す第１正規化処理部及び第２正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。図２２に示す例において、第１正規化処理部１８１１は、オフセット電圧補正部１８１１ａを備え、第２正規化処理部１８２１は、オフセット電圧補正部１８２１ａを備えている。なお、以下の説明では、オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａの入力をｓｉｎθ_ｉ，ｃｏｓθ_ｉ、出力をｓｉｎθ_ｏ，ｃｏｓθ_ｏとしている。また、図２３に示す例では、オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａの入力ｓｉｎθ_ｉ（ｃｏｓθ_ｉ）を破線で示し、オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａの出力ｓｉｎθ_ｏ（ｃｏｓθ_ｏ）を実線で示している。

図２２及び図２３に示す例では、センサ部１００に含まれる第１回転角度検出部１２及び第２回転角度検出部１３の出力にオフセット電圧が重畳している場合を想定している。

図２２に示すオフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、予めセンサ部１００（第１回転角度検出部１２、第２回転角度検出部１３）の出力であるｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の平均値Ｖｓｉｎａｖｅ（Ｖｃｏｓａｖｅ）が第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として設定され、第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶されている。なお、第１回転角度検出部１２における平均値Ｖｓｉｎａｖｅは、例えば、第１回転体１０の電気角で所定周期分のｓｉｎ信号の平均値であっても良いし、任意の１周期分のｓｉｎ信号の平均値であっても良い。また、第１回転角度検出部１２における平均値Ｖｃｏｓａｖｅは、例えば、第１回転体１０の電気角で所定周期分のｃｏｓ信号の平均値であっても良いし、任意の１周期分のｃｏｓ信号の平均値であっても良い。また、第２回転角度検出部１３における平均値Ｖｓｉｎａｖｅは、例えば、第２回転体１１の電気角で所定周期分のｓｉｎ信号の平均値であっても良いし、任意の１周期分のｓｉｎ信号の平均値であっても良い。また、第２回転角度検出部１３における平均値Ｖｃｏｓａｖｅは、例えば、第２回転体１１の電気角で所定周期分のｃｏｓ信号の平均値であっても良いし、任意の１周期分のｃｏｓ信号の平均値であっても良い。これらのｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の平均値Ｖｓｉｎａｖｅ（Ｖｃｏｓａｖｅ）は、例えば、第１角度検出装置１、第２角度検出装置２、相対角度検出装置３、又はトルクセンサ９４の出荷検査時に測定した値であっても良い。

図２２に示す例において、オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、第１回転角度検出部１２の出力であるｓｉｎ信号の平均値Ｖｓｉｎａｖｅを用いて、入力ｓｉｎθ_ｉのオフセット電圧を正規化する。具体的には、入力ｓｉｎθ_ｉから、Ｖｓｉｎａｖｅを減算、すなわち下記式（１）により出力ｓｉｎθ_ｏを算出する。

図２２に示すオフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、上記式（１）が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、この上記式（１）を用いて入力ｓｉｎθ_ｉのオフセット電圧を正規化することにより、図２３に実線で示す出力ｓｉｎθ_ｏを出力する。

また、図２２に示す例において、オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、第２回転角度検出部１３の出力であるｃｏｓ信号の平均値Ｖｃｏｓａｖｅを用いて、入力ｃｏｓθ_ｉのオフセット電圧を正規化する。具体的には、入力ｃｏｓθ_ｉから、Ｖｃｏｓａｖｅを減算、すなわち下記式（２）により出力ｃｏｓθ_ｏを算出する。

図２２に示すオフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、上記式（２）が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、この上記式（２）を用いて入力ｃｏｓθ_ｉのオフセット電圧を正規化することにより、図２３に実線で示す出力ｃｏｓθ_ｏを出力する。

図２４は、実施形態１に係る第１正規化処理部及び第２正規化処理部の制御ブロックの図２２とは異なる一例を示す図である。図２５は、図２４に示す第１正規化処理部及び第２正規化処理部における正規化動作の一例を示す図である。図２４に示す例において、第１正規化処理部１８１１は、振幅補正部１８１１ｂを備え、第２正規化処理部１８２１は、振幅補正部１８２１ｂを備えている。なお、以下の説明では、振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂの入力をｓｉｎθ_ｉ，ｃｏｓθ_ｉ、出力をｓｉｎθ_ｏ，ｃｏｓθ_ｏとしている。また、図２５に示す例では、振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂの入力ｓｉｎθ_ｉ（ｃｏｓθ_ｉ）を破線で示し、振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂの出力ｓｉｎθ_ｏ（ｃｏｓθ_ｏ）を実線で示している。

図２４及び図２５に示す例では、センサ部１００に含まれる第１回転角度検出部１２及び第２回転角度検出部１３の出力にそれぞれ出力振幅のバラツキがある場合を想定している。

図２４に示す振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、予めセンサ部１００（第１回転角度検出部１２、第２回転角度検出部１３）の出力であるｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ（Ｖｃｏｓｍａｘ）と最小値Ｖｓｉｎｍｉｎ（Ｖｃｏｓｍｉｎ）とが第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として設定され、第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶されている。なお、第１回転角度検出部１２におけるｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘは、例えば、第１回転体１０の電気角で所定周期分の各周期におけるｓｉｎ信号の最大値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｓｉｎ信号の最大値であっても良い。また、第１回転角度検出部１２におけるｓｉｎ信号の最小値Ｖｓｉｎｍｉｎは、例えば、第１回転体１０の電気角で所定周期分の各周期におけるｓｉｎ信号の最小値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｓｉｎ信号の最小値であっても良い。また、第１回転角度検出部１２におけるｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘは、例えば、第１回転体１０の電気角で所定周期分の各周期におけるｃｏｓ信号の最大値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｃｏｓ信号の最大値であっても良い。また、第１回転角度検出部１２におけるｃｏｓ信号の最小値Ｖｓｉｎｍｉｎは、例えば、第１回転体１０の電気角で所定周期分の各周期におけるｃｏｓ信号の最小値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｃｏｓ信号の最小値であっても良い。また、第２回転角度検出部１３におけるｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘは、例えば、第２回転体１１の電気角で所定周期分の各周期におけるｓｉｎ信号の最大値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｓｉｎ信号の最大値であっても良い。また、第２回転角度検出部１３におけるｓｉｎ信号の最小値Ｖｓｉｎｍｉｎは、例えば、第２回転体１１の電気角で所定周期分の各周期におけるｓｉｎ信号の最小値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｓｉｎ信号の最小値であっても良い。また、第２回転角度検出部１３におけるｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘは、例えば、第２回転体１１の電気角で所定周期分の各周期におけるｃｏｓ信号の最大値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｃｏｓ信号の最大値であっても良い。また、第２回転角度検出部１３におけるｃｏｓ信号の最小値Ｖｓｉｎｍｉｎは、例えば、第２回転体１１の電気角で所定周期分の各周期におけるｃｏｓ信号の最小値の平均値であっても良いし、任意の１周期のｃｏｓ信号の最小値であっても良い。これらのｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ（Ｖｃｏｓｍａｘ）及び最小値Ｖｓｉｎｍｉｎ（Ｖｃｏｓｍｉｎ）は、例えば、第１角度検出装置１、第２角度検出装置２、相対角度検出装置３、又はトルクセンサ９４の出荷検査時に測定した値であっても良い。

図２４に示す例において、振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、ｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ及び最小値Ｖｓｉｎｍｉｎを用いて、入力ｓｉｎθ_ｉの振幅を正規化する。具体的には、入力ｓｉｎθ_ｉを、ＶｓｉｎｍａｘからＶｓｉｎｍｉｎを減算した値の絶対値を２で除した値で除算、すなわち下記式（３）により出力ｓｉｎθ_ｏを算出する。

図２４に示す振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、上記式（３）が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、この上記式（３）を用いて入力ｓｉｎθ_ｉの振幅を正規化することにより、図２５に実線で示す振幅が正規化された出力ｓｉｎθ_ｏを出力する。

また、図２４に示す例において、振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘ及び最小値Ｖｃｏｓｍｉｎを用いて、入力ｃｏｓθ_ｉの振幅を正規化する。具体的には、入力ｃｏｓθ_ｉを、ＶｃｏｓｍａｘからＶｃｏｓｍｉｎを減算した値の絶対値を２で除した値で除算、すなわち下記式（４）により出力ｃｏｓθ_ｏを算出する。

図２４に示す振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、上記式（４）が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、この上記式（４）を用いて入力ｃｏｓθ_ｉの振幅を正規化することにより、図２５に実線で示す振幅が正規化された出力ｃｏｓθ_ｏを出力する。

なお、上述した例では、説明の都合上、第１正規化処理部１８１１及び第２正規化処理部１８２１に含まれるオフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａと振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂとを個別に説明したが、第１正規化処理部１８１１及び第２正規化処理部１８２１は、オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａ及び振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂの双方を具備した構成であるのが好ましい。

次に、実施形態１に係る第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２について説明する。なお、以下の説明では、第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２の入力をｓｉｎθ_ｉ，ｃｏｓθ_ｉ、出力をｓｉｎθ_ｏ，ｃｏｓθ_ｏとしている。

図２６は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における補正対象の一例を示す図である。図２６に示す例では、図３から図７を用いて説明した構成における例を示している。

上述したように、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）は、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）に対し、第１多極リング磁石１０Ａ（第２多極リング磁石１１Ａ）の電気角で９０°の位相差を有し、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）及び第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）の出力位相が等しくなる構成としているが、本実施形態では、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）の出力位相と第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）の出力位相との間に誤差（以下、「センサ位相誤差」という）θ_ｉｃを含んでいる場合を想定している。図２６及び以下の図２７、図２８に示す例では、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）を基準として、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）の出力位相を補正する例を示している。

図２７は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部の制御ブロックの一例を示す図である。図２８は、図２７に示す第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。図２８に示す例では、第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２の入力ｃｏｓθ_ｉを破線で示し、第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２の出力ｓｉｎθ_ｏ（＝ｓｉｎθ_ｉ）、ｃｏｓθ_ｏを実線で示している。

図２７に示す第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２は、予め第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）におけるセンサ位相誤差θ_ｉｃが第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として設定され、第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶されている。このセンサ位相誤差θ_ｉｃは、例えば、第１角度検出装置１、第２角度検出装置２、相対角度検出装置３、又はトルクセンサ９４の出荷検査時に測定した値であっても良い。

図２７に示す例において、第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２は、センサ位相誤差θ_ｉｃを用いて、入力ｓｉｎθ_ｉを基準として入力ｃｏｓθ_ｉの位相を補正する。一方、第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２では、基準となる入力ｓｉｎθ_ｉについては補正を行わない。すなわち、第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２における出力ｓｉｎθ_ｏは、下記式（５）で表せる。

一方、出力ｃｏｓθ_ｏは、下記式（６）により表される。

第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２は、上記式（６）により出力ｃｏｓθ_ｏを算出する。以下、上記式（６）を「第１の位相補正演算式」ともいう。

図２７に示す第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２は、上記式（６）、すなわち第１の位相補正演算式が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２は、この上記式（６）、すなわち第１の位相補正演算式を用いて入力ｃｏｓθ_ｉの位相を補正することにより、図２８に実線で示す出力ｃｏｓθ_ｏを出力する。

図２９は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における補正対象の図２６とは異なる一例を示す図である。図２９に示す例では、図３から図７を用いて説明した構成における例を示している。

図２６から図２８に示す例では、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）を基準として、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）の出力位相を補正する例を示したが、図２９及び以下の図３０、図３１に示す例では、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）を基準として、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）の出力位相を補正する例を示している。

図３０は、実施形態１に係る第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部の図２７とは異なる制御ブロックの一例を示す図である。図３１は、図３０に示す第１センサ位相補正部及び第２センサ位相補正部における位相補正動作の一例を示す図である。図３１に示す例では、第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａの入力ｓｉｎθ_ｉを破線で示し、第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａの出力ｃｏｓθ_ｏ（＝ｃｏｓθ_ｉ）、ｓｉｎθ_ｏを実線で示している。

図３０に示す第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａは、予め第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）におけるセンサ位相誤差θ_ｉｃが第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として設定され、第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶されている。このセンサ位相誤差θ_ｉｃは、例えば、第１角度検出装置１、第２角度検出装置２、相対角度検出装置３、又はトルクセンサ９４の出荷検査時に測定した値であっても良い。

図３０に示す例において、第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａは、センサ位相誤差θ_ｉｃを用いて、入力ｃｏｓθ_ｉを基準として入力ｓｉｎθ_ｉの位相を補正する。一方、第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａでは、基準となる入力ｃｏｓθ_ｉについては補正を行わない。すなわち、第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａにおける出力ｃｏｓθ_ｏは、下記式（７）で表せる。

一方、出力ｓｉｎθ_ｏは、下記式（８）により表される。

第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａは、上記式（１０）により出力ｓｉｎθ_ｏを算出する。以下、上記式（８）を「第２の位相補正演算式」ともいう。

図３０に示す第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａは、上記式（８）、すなわち第２の位相補正演算式が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａは、この上記式（８）、すなわち第２の位相補正演算式を用いて入力ｓｉｎθ_ｉの位相を補正することにより、図３１に実線で示す出力ｓｉｎθ_ｏを出力する。

次に、実施形態に係る第１回転角演算部１８１４及び第２回転角演算部１８２４について説明する。なお、以下の説明では、第１回転角演算部１８１４及び第２回転角演算部１８２４の入力をｓｉｎθ，ｃｏｓθ、出力を回転角θ（ｒａｄ）としている。

図３２は、実施形態１に係る第１回転角演算部及び第２回転角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。

図３２に示す第１回転角演算部１８１４及び第２回転角演算部１８２４は、ｓｉｎθをｃｏｓθで除した値の逆正接関数、すなわち下記式（９）により回転角θ（ｒａｄ）を演算する。

図３２に示す第１回転角演算部１８１４及び第２回転角演算部１８２４は、上記式（９）が第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。第１回転角演算部１８１４及び第２回転角演算部１８２４は、この上記式（９）を用いて、回転角θ（ｒａｄ）演算して出力する。

次に、実施形態１に係る捩れ角演算部１８３について説明する。

図３３は、実施形態１に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。

図３３に示す捩れ角演算部１８３には、上述したように、第１角度演算部１８１から出力された入力軸回転角θ_ｉｓと、第２角度演算部１８２から出力された出力軸回転角θ_ｏｓが入力される。捩れ角演算部１８３は、入力軸回転角θ_ｉｓ及び出力軸回転角θ_ｏｓの差分、すなわち下記式（１０）により相対角度Δθ_ｉｏを演算する。

図３３に示す捩れ角演算部１８３は、上記式（１０）が第３記憶部１８３１に記憶され設定されている。捩れ角演算部１８３は、この上記式（１０）を用いて、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分である相対角度Δθ_ｉｏを演算して出力する。

図３４は、実施形態１の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図３４に示すトルクセンサ９４ａは、図２１に示す相対角度検出装置３に代えて、相対角度検出装置３ａを備えている。相対角度検出装置３ａは、図２１に示す相対角度演算部１８に代えて、相対角度演算部１８ａを備えている。相対角度演算部１８ａは、図２１に示す第１角度演算部１８１、第２角度演算部１８２、捩れ角演算部１８３に代えて、第１角度演算部１８１ａ、第２角度演算部１８２ａ、捩れ角演算部１８３ａを備えている。

第１回転角度検出部１２及び第１角度演算部１８１ａは、第１角度検出装置１ａを構成する。

第２回転角度検出部１３及び第２角度演算部１８２ａは、第２角度検出装置２ａを構成する。

第１角度検出装置１ａ、第２角度検出装置２ａ、及び捩れ角演算部１８３ａは、実施形態１の変形例に係る相対角度検出装置３ａを構成する。

第１角度演算部１８１ａは、図２１に示す構成とは異なり、第１回転角演算部１８１４を具備していない構成である。すなわち、実施形態１の変形例に係る第１角度演算部１８１ａは、第１正規化処理部１８１１及び第１センサ位相補正部１８１２によって補正された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓを捩れ角演算部１８３ａに出力する。

第２角度演算部１８２ａは、図２１に示す構成とは異なり、第２回転角演算部１８２４を具備していない構成である。すなわち、実施形態１の変形例に係る第２角度演算部１８２ａは、第２正規化処理部１８２１及び第２センサ位相補正部１８２２によって補正された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓを捩れ角演算部１８３ａに出力する。

捩れ角演算部１８３ａには、第１角度演算部１８１ａによって補正された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓが入力される。また、捩れ角演算部１８３ａには、第２角度演算部１８２ａによって補正された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓが入力される。

捩れ角演算部１８３ａは、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓに基づき相対角度Δθ_ｉｏを求め、トルク演算部１９に出力する。

次に、実施形態１の変形例に係る捩れ角演算部１８３ａについて説明する。

図３５は、実施形態１の変形例に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。

図３５に示す捩れ角演算部１８３ａには、上述したように、第１角度演算部１８１ａによって補正された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓと、第２角度演算部１８２ａによって補正された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓとが入力される。

ここで、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓ、第２回転体１１の回転角度（電気角度）θ_ｏｓに対する第１回転体１０の回転角度（電気角度）θ_ｉｓの相対角度Δθ_ｉｏは、下記式（１１）、（１２）の関係式で表される。

第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓをｓｉｎ（θ_ｏｓ＋Δθ）、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓをｃｏｓ（θ_ｏｓ＋Δθ）として、上式（１１）、（１２）を三角関数の加法定理等を用いて変形すると、下記式（１３）、（１４）が得られる。

また、相対角度Δθは、ｓｉｎΔθをｃｏｓΔθで除した値の逆正接関数、すなわち下記式（１５）により求めることができる。

捩れ角演算部１８３ａは、上式（１５）に対し、上式（１１）、（１２）、（１３）、（１４）を代入して得られる下記式（１６）により相対角度Δθ_ｉｏを演算する。
Δθ_ｉｏ＝ａｒｃｔａｎ｛（−ｓｉｎθ_ｏｓ＋ｃｏｓθ_ｉｓ）^２ −（ｃｏｓθ_ｏｓ−ｓｉｎθ_ｉｓ）^２＋２｝／（（ｓｉｎθ_ｏｓ＋ｓｉｎθ_ｉｓ）^２＋（ｃｏｓθ_ｏｓ＋ｃｏｓθ_ｉｓ）^２−２）｝−θ_ｍｇ・・・（１６）

図３５に示す捩れ角演算部１８３ａは、上記式（１６）が第３記憶部１８３１に記憶され設定されている。捩れ角演算部１８３ａは、この上記式（１６）を用いて、第２回転体１１の回転角度（電気角度）θ_ｏｓに対する第１回転体１０の回転角度（電気角度）θ_ｉｓの相対角度Δθ_ｉｏを演算して出力する。

実施形態１に係る第１角度検出装置１、及び実施形態１の変形例に係る第１角度検出装置１ａは、第１センサ位相補正部１８１２，１８１２ａを有することで、第１回転角度検出部１２の出力位相を補正することができる。また、実施形態１に係る第２角度検出装置２、及び実施形態１の変形例に係る第２角度検出装置２ａは、第２センサ位相補正部１８２２，１８２２ａを有することで、第２回転角度検出部１３の出力位相を補正することができる。

以上説明したように、実施形態１に係る第１角度検出装置１，１ａ（第２角度検出装置２，２ａ）は、回転軸を軸心として回転する第１回転体１０（第２回転体１１）と、第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角を検出してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力する第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）と、第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角に応じて第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）が出力したｓｉｎ信号の値が、第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角の基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角に応じて第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）が出力したｃｏｓ信号の値が、第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角の基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定されたセンサ補正情報を記憶する第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）と、第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）が記憶しているセンサ補正情報に基づきｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号の少なくとも一方を補正する第１角度演算部１８１（第２角度演算部１８２）と、を備える。

これにより、第１角度検出装置１，１ａ（第２角度検出装置２，２ａ）は、第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角である入力軸回転角θ_ｉｓ（出力軸回転角θ_ｏｓ）を演算する前のｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号をリアルタイムに補正することができる。また、ｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号を予め設定された既知のセンサ補正情報に基づいて補正した値を用いて第１回転体１０（第２回転体１１）の入力軸回転角θ_ｉｓ（出力軸回転角θ_ｏｓ）が演算されるので、第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角度の検出精度が向上する。したがって、本実施形態に係る第１角度検出装置１，１ａ（第２角度検出装置２，２ａ）は、第１回転体１０（第２回転体１１）の回転角度を高い精度で検出することができる。

また、第１角度検出装置１，１ａ（第２角度検出装置２，２ａ）では、第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）の出力であるｓｉｎ信号の平均値Ｖｓｉｎａｖｅ及びｃｏｓ信号の平均値Ｖｃｏｓａｖｅが予め第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶され、オフセット電圧補正部１８１１ａ，１８２１ａは、ｓｉｎ信号の平均値Ｖｓｉｎａｖｅを用いて、ｓｉｎ信号を補正し、ｃｏｓ信号の平均値Ｖｃｏｓａｖｅを用いて、ｃｏｓ信号を補正する。これにより、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のオフセット電圧を補正することができる。

また、第１角度検出装置１，１ａ（第２角度検出装置２，２ａ）では、第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）の出力であるｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘ、ｓｉｎ信号の最小値Ｖｓｉｎｍｉｎ、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘ、及びｃｏｓ信号の最小値Ｖｃｏｓｍｉｎが予め第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶され、振幅補正部１８１１ｂ，１８２１ｂは、ｓｉｎ信号の最大値Ｖｓｉｎｍａｘと最小値Ｖｓｉｎｍｉｎとを用いて、ｓｉｎ信号を補正し、ｃｏｓ信号の最大値Ｖｃｏｓｍａｘと最小値Ｖｃｏｓｍｉｎとを用いて、ｃｏｓ信号を補正する。これにより、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の振幅を正規化することができる。

また、第１角度検出装置１，１ａ（第２角度検出装置２，２ａ）では、第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）におけるセンサ位相誤差θ_ｉｃ及び第１の位相補正演算式が予め第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶され、第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２は、センサ位相誤差θ_ｉｃ及び第１の位相補正演算式を用いて、ｃｏｓ信号を補正する。これにより、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）を基準として、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）の出力位相を補正することができる。あるいは、第１回転角度検出部１２（第２回転角度検出部１３）におけるセンサ位相誤差θ_ｉｃ及び第２の位相誤差補正演算式が予め第１センサ補正情報（第２センサ補正情報）として第１記憶部１８１５（第２記憶部１８２５）に記憶され、第１センサ位相補正部１８１２ａ及び第２センサ位相補正部１８２２ａは、センサ位相誤差θ_ｉｃ及び第２の位相補正演算式を用いて、ｓｉｎ信号を補正する。これにより、第１ｃｏｓセンサ１５Ａ（第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）を基準として、第１ｓｉｎセンサ１４Ａ（第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）の出力位相を補正することができる。

これにより、実施形態１に係る相対角度検出装置３，３ａにおける相対角度の検出精度を向上させることができ、これに伴い、実施形態１に係る相対角度検出装置３，３ａを具備したトルクセンサ９４，９４ａのトルク演算精度を高めることが可能となり、電動パワーステアリング装置８０におけるモータ制御性能の向上に貢献することができる。また、電動パワーステアリング装置８０を備える車両によれば、モータ制御性能の向上によって、操舵アシスト制御性能を向上させることができ、安定した操舵力で車両を走行させることができる。

（実施形態２）
図３６は、実施形態２に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。なお、実施形態２に係る電動パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置を搭載した車両の構成は、上述した実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図３６に示すように、実施形態２に係るトルクセンサ９４ｂは、図２１に示す実施形態１の相対角度検出装置３に代えて、相対角度検出装置３ｂを備えている。相対角度検出装置３ｂは、図２１に示す実施形態１の相対角度演算部１８に代えて、相対角度演算部１８ｂを備えている。相対角度演算部１８ｂは、図２１に示す実施形態１の第１角度演算部１８１、第２角度演算部１８２に代えて、第１角度演算部１８１ｂ、第２角度演算部１８２ｂを備えている。第１角度演算部１８１ｂは、図２１に示す実施形態１の第１センサ位相補正部１８１２及び第２センサ位相補正部１８２２に代えて、第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３を備えている。

第１回転角度検出部１２及び第１角度演算部１８１ｂは、第１角度検出装置１ｂを構成する。

第２回転角度検出部１３及び第２角度演算部１８２ｂは、第２角度検出装置２ｂを構成する。

第１角度検出装置１ｂ、第２角度検出装置２ｂ、及び捩れ角演算部１８３は、実施形態２に係る相対角度検出装置３ｂを構成する。

実施形態２に係る捩れ角演算部１８３の制御ブロックについては、図３３に示す実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図３７は、実施形態２の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図３７に示すトルクセンサ９４ｃは、図３６に示す相対角度検出装置３ｂに代えて、相対角度検出装置３ｃを備えている。相対角度検出装置３ｃは、図３６に示す相対角度演算部１８ｂに代えて、相対角度演算部１８ｃを備えている。相対角度演算部１８ｃは、図３６に示す第１角度演算部１８１ｂ、第２角度演算部１８２ｂ、捩れ角演算部１８３に代えて、第１角度演算部１８１ｃ、第２角度演算部１８２ｃ、捩れ角演算部１８３ａを備えている。

第１回転角度検出部１２及び第１角度演算部１８１ｃは、第１角度検出装置１ｃを構成する。

第２回転角度検出部１３及び第２角度演算部１８２ｃは、第２角度検出装置２ｃを構成する。

第１角度検出装置１ｃ、第２角度検出装置２ｃ、及び捩れ角演算部１８３ａは、実施形態２に係る相対角度検出装置３ｃを構成する。

実施形態２の変形例に係る捩れ角演算部１８３ａの制御ブロックについては、図３４に示す実施形態１の変形例と同様であるので、ここでは説明を省略する。

次に、実施形態２に係る第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３について説明する。なお、以下の説明では、第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３の入力をｓｉｎθ_ｉ，ｃｏｓθ_ｉ、出力をｓｉｎθ_ｏ，ｃｏｓθ_ｏとしている。

図３８は、実施形態２に係る第１振幅変動抑制部及び第２振幅変動抑制部における補正対象の一例を示す図である。図３８に示す例では、図３から図７を用いて説明した構成における例を示している。

図３８に示す例では、ステアリングシャフト８２の軸心Ａに対して、第１多極リング磁石１０Ａ（第２多極リング磁石１１Ａ）の軸心Ａ’が偏心している場合を想定している。この場合には、第１回転角度センサ１２Ａ（第１ｓｉｎセンサ１４Ａ、第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）及び第２回転角度センサ１３Ａ（第１ｃｏｓセンサ１５Ａ、第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）と、第１多極リング磁石１０Ａ（第２多極リング磁石１１Ａ）との距離が第１多極リング磁石１０Ａ（第２多極リング磁石１１Ａ）の機械角の１回転の間に変動し、これに伴い、第１回転角度センサ１２Ａ（第１ｓｉｎセンサ１４Ａ、第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）及び第２回転角度センサ１３Ａ（第１ｃｏｓセンサ１５Ａ、第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）から出力されるｓｉｎ信号（ｃｏｓ信号）の振幅が変動する。図３８及び以下の図３９に示す例では、第１多極リング磁石１０Ａ（第２多極リング磁石１１Ａ）の機械角の１回転で周期的に変動する第１回転角度センサ１２Ａ（第１ｓｉｎセンサ１４Ａ、第２ｓｉｎセンサ１６Ａ）及び第２回転角度センサ１３Ａ（第１ｃｏｓセンサ１５Ａ、第２ｃｏｓセンサ１７Ａ）の出力振幅変動を補正する例を示している。

図３９は、実施形態２に係る第１振幅変動抑制部及び第２振幅変動抑制部の制御ブロックの一例を示す図である。

図３９に示す第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３は、下記式（１７）により出力ｓｉｎθ_ｏを算出する。以下、下記式（１７）を「第１の振幅変動補正演算式」ともいう。

図３９に示す第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３は、上記式（１７）、すなわち第１の振幅変動補正演算式が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３は、この上記式（１７）、すなわち第１の振幅変動補正演算式を用いて、入力ｓｉｎθ_ｉの周期的な振幅変動を抑制した出力ｓｉｎθ_ｏを演算して出力する。

また、図３９に示す第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３は、下記式（１８）により出力ｃｏｓθ_ｏを算出する。以下、下記式（１８）を「第２の振幅変動補正演算式」ともいう。

図３９に示す第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３は、上記式（１８）、すなわち第２の振幅変動補正演算式が予め第１センサ補正情報及び第２センサ補正情報として第１記憶部１８１５及び第２記憶部１８２５に記憶され設定されている。第１振幅変動抑制部１８１３及び第２振幅変動抑制部１８２３は、この上記式（１８）、すなわち第２の振幅変動補正演算式を用いて、入力ｃｏｓθ_ｉの周期的な振幅変動を抑制した出力ｃｏｓθ_ｏを演算して出力する。

図３６、図３７に示すように、実施形態２に係る第１角度検出装置１ｂ，１ｃは、第１振幅変動抑制部１８１３を有することで、ステアリングシャフト８２の軸心に対する第１回転体１０の軸心の偏心に起因して発生する第１回転角度検出部１２の出力振幅変動を補正することができる。また、実施形態２に係る第２角度検出装置２ｂ，２ｃは、第２振幅変動抑制部１８２３を有することで、ステアリングシャフト８２の軸心に対する第２回転体１１の軸心の偏心に起因して発生する第２回転角度検出部１３の出力振幅変動を補正することができる。

以上説明したように、実施形態２に係る第１角度検出装置１ｂ，１ｃでは、第１の振幅変動補正演算式及び第２の振幅変動補正演算式が予め第１センサ補正情報として第１記憶部１８１５に記憶され、第１振幅変動抑制部１８１３は、第１の振幅変動補正演算式及び第２の振幅変動補正演算式を用いて、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を補正する。これにより、ステアリングシャフト８２の軸心に対する第１回転体１０の軸心の偏心に起因して発生する第１回転角度検出部１２の出力振幅変動を補正することができる。また、実施形態２に係る第２角度検出装置２ｂ，２ｃでは、第１の振幅変動補正演算式及び第２の振幅変動補正演算式が予め第２センサ補正情報として第２記憶部１８２５に記憶され、第２振幅変動抑制部１８２３は、第１の振幅変動補正演算式及び第２の振幅変動補正演算式を用いて、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を補正する。これにより、ステアリングシャフト８２の軸心に対する第２回転体１１の軸心の偏心に起因して発生する第２回転角度検出部１３の出力振幅変動を補正することができる。これにより、実施形態２に係る相対角度検出装置３ｂ，３ｃにおける相対角度の検出精度を向上させることができ、これに伴い、実施形態２に係る相対角度検出装置３ｂ，３ｃを具備したトルクセンサ９４ｂ，９４ｃのトルク演算精度を高めることが可能となり、電動パワーステアリング装置８０におけるモータ制御性能の向上に貢献することができる。

（実施形態３）
図４０は、実施形態３に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。なお、実施形態３に係る電動パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置を搭載した車両の構成は、上述した実施形態１，２と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、上述した実施形態１，２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図４０に示すように、実施形態３に係るトルクセンサ９４ｄは、図２１に示す実施形態１の相対角度検出装置３に代えて、相対角度検出装置３ｄを備えている。相対角度検出装置３ｄは、図２１に示す実施形態１の相対角度演算部１８に代えて、相対角度演算部１８ｄを備えている。相対角度演算部１８ｄは、図２１に示す実施形態１の第１角度演算部１８１、第２角度演算部１８２に代えて、第１角度演算部１８１ｄ、第２角度演算部１８２ｄを備えている。第１角度演算部１８１ｄは、図２１に示す実施形態１の第１センサ位相補正部１８１２（又は、第１センサ位相補正部１８１２ａ）と図３６に示す実施形態２の第１振幅変動抑制部１８１３との双方を備えている。第２角度演算部１８２ｄは、第２センサ位相補正部１８２２（又は、第２センサ位相補正部１８２２ａ）と図３６に示す実施形態２の第２振幅変動抑制部１８２３との双方を備えている。

第１回転角度検出部１２及び第１角度演算部１８１ｄは、第１角度検出装置１ｄを構成する。

第２回転角度検出部１３及び第２角度演算部１８２ｄは、第２角度検出装置２ｄを構成する。

第１角度検出装置１ｄ、第２角度検出装置２ｄ、及び捩れ角演算部１８３は、実施形態３に係る相対角度検出装置３ｄを構成する。

実施形態３に係る捩れ角演算部１８３の制御ブロックについては、図３３に示す実施形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

図４１は、実施形態３の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図４１に示すトルクセンサ９４ｅは、図４０に示す相対角度検出装置３ｄに代えて、相対角度検出装置３ｅを備えている。相対角度検出装置３ｅは、図４０に示す相対角度演算部１８ｄに代えて、相対角度演算部１８ｅを備えている。相対角度演算部１８ｅは、図４０に示す第１角度演算部１８１ｄ、第２角度演算部１８２ｄ、捩れ角演算部１８３に代えて、第１角度演算部１８１ｅ、第２角度演算部１８２ｅ、捩れ角演算部１８３ａを備えている。

第１回転角度検出部１２及び第１角度演算部１８１ｅは、第１角度検出装置１ｅを構成する。

第２回転角度検出部１３及び第２角度演算部１８２ｅは、第２角度検出装置２ｅを構成する。

第１角度検出装置１ｅ、第２角度検出装置２ｅ、及び捩れ角演算部１８３ａは、実施形態３の変形例に係る相対角度検出装置３ｅを構成する。

実施形態３の変形例に係る捩れ角演算部１８３ａの制御ブロックについては、図３４に示す実施形態１の変形例と同様であるので、ここでは説明を省略する。

実施形態３に係る第１角度検出装置１ｄ，１ｅが実施形態１において説明した第１センサ位相補正部１８１２（又は、第１センサ位相補正部１８１２ａ）と実施形態２において説明した第１振幅変動抑制部１８１３との双方を備え、実施形態３に係る第２角度検出装置２ｄ，２ｅが実施形態１において説明した第２センサ位相補正部１８２２（又は、第２センサ位相補正部１８２２ａ）と実施形態２において説明した第２振幅変動抑制部１８２３との双方を備えることで、第１回転角度検出部１２の出力位相誤差、第２回転角度検出部１３の出力位相誤差、第１回転体１０の機械角の１回転の間で周期的に変動する第１回転角度検出部１２の出力振幅変動、及び、第２回転体１１の機械角の１回転の間で周期的に変動する第２回転角度検出部１３の出力振幅変動を補正することができ、実施形態１，２よりも高精度に回転角度を検出することができる。

以上説明したように、実施形態３に係る第１角度検出装置１ｄ，１ｅ、第２角度検出装置２ｄ，２ｅにおいて、第１角度検出装置１ｄ，１ｅは、第１センサ位相補正部１８１２（又は、第１センサ位相補正部１８１２ａ）と第１振幅変動抑制部１８１３との双方を備え、第２角度検出装置２ｄ，２ｅは、第２センサ位相補正部１８２２（又は、第２センサ位相補正部１８２２ａ）と第２振幅変動抑制部１８２３との双方を備える。このため、第１回転角度検出部１２の出力位相誤差、第２回転角度検出部１３の出力位相誤差、第１回転体１０の機械角の１回転の間で周期的に変動する第１回転角度検出部１２の出力振幅変動、及び、第２回転体１１の機械角の１回転の間で周期的に変動する第２回転角度検出部１３の出力振幅変動を補正することができ、実施形態１，２よりも高精度に回転角度を検出することができる。これにより、実施形態３に係る相対角度検出装置３ｄ，３ｅにおける相対角度の検出精度を実施形態１，２よりも向上させることができ、これに伴い、実施形態３に係る相対角度検出装置３ｄ，３ｅを具備したトルクセンサ９４ｄ，９４ｅのトルク演算精度を実施形態１，２よりも高めることが可能となり、電動パワーステアリング装置８０におけるモータ制御性能の向上に実施形態１，２よりも貢献することができる。

（実施形態４）
図４２は、実施形態４に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。なお、実施形態４に係る電動パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置を搭載した車両の構成は、上述した実施形態１，２，３と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、上述した実施形態１，２，３で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

実施形態４に係るトルクセンサ９４ｆは、図４０に示す実施形態３の相対角度検出装置３ｄに代えて、相対角度検出装置３ｆを備えている。相対角度検出装置３ｆは、図４０に示す実施形態３の相対角度演算部１８ｄに代えて、相対角度演算部１８ｆを備えている。相対角度演算部１８ｆは、図４０に示す実施形態３の捩れ角演算部１８３に代えて、捩れ角演算部１８３ｂを備えている。

第１角度検出装置１ｄ、第２角度検出装置２ｄ、及び捩れ角演算部１８３ｂは、実施形態４に係る相対角度検出装置３ｆを構成する。

捩れ角演算部１８３ｂには、第１角度演算部１８１ｄによって得られた入力軸回転角θ_ｉｓが入力される。また、捩れ角演算部１８３ａには、第２角度演算部１８２ｄによって得られた出力軸回転角θ_ｏｓが入力される。

捩れ角演算部１８３ｂは、入力軸回転角θ_ｉｓ及び出力軸回転角θ_ｏｓに基づき相対角度Δθ_ｉｏを求め、トルク演算部１９に出力する。

図４２に示す例では、上述した図４０に示す実施形態３の構成に加え、捩れ角演算部１８３ｂで第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相とのずれを補正する構成としている。

図４３は、実施形態４に係る捩れ角演算部における補正対象の一例を示す図である。図４３に示す例では、図３から図７を用いて説明した構成における例を示している。

図４３に示す例では、第１多極リング磁石１０Ａの位相及び第２多極リング磁石１１Ａの位相が、所定の基準位置θ_ｒｅｆに対してずれている場合を想定している。具体的には、図４３に示す例では、第１多極リング磁石１０Ａの位相が所定の基準位置θ_ｒｅｆに対して誤差θ_ｍｇｉｓを含み、第２多極リング磁石１１Ａの位相が所定の基準位置θ_ｒｅｆに対して誤差θ_ｍｇｏｓを含んでいる例を示している。この場合、第１多極リング磁石１０Ａの位相と第２多極リング磁石１１Ａの位相との間の誤差、すなわち、第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相との間の誤差（以下、「回転体間位相誤差」という）θ_ｍｇは、下記式（１９）で示される。

すなわち、図４３に示す例では、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分Δθ_ｉｏに回転体間位相誤差θ_ｍｇが含まれている。図４３及び以下の図４４に示す例では、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）を補正する例を示している。

次に、実施形態４に係る捩れ角演算部１８３ｂについて説明する。

図４４は、実施形態４に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。

図４４に示す捩れ角演算部１８３ｂは、予め回転体間位相誤差θ_ｍｇが回転体間位相補正情報として設定され、第３記憶部１８３１に記憶されている。なお、回転体間位相誤差θ_ｍｇは、例えば、第１回転体１０又は第２回転体１１の電気角で所定周期位置における誤差の平均値であっても良いし、第１回転体１０及び第２回転体１１の任意の所定位置における誤差であっても良い。この回転体間位相誤差θ_ｍｇは、例えば、相対角度検出装置３ｆ、又はトルクセンサ９４ｆの出荷検査時に測定した値であっても良い。

図４４に示す例において、捩れ角演算部１８３ｂは、回転体間位相誤差θ_ｍｇを用いて、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）を補正する。具体的には、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）から回転体間位相誤差θ_ｍｇを減算、すなわち下記式（２０）により相対角度Δθ_ｉｏを算出する。

図４４に示す捩れ角演算部１８３ｂは、上記式（２０）が予め第３記憶部１８３１に記憶され設定されている。捩れ角演算部１８３ｂは、この上記式（２０）を用いて、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）を補正することで、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）に含まれる回転体間位相誤差θ_ｍｇが抑制された相対角度Δθ_ｉｏを出力する。

実施形態４に係る相対角度検出装置３ｆは、実施形態３の構成に加え、入力軸回転角θ_ｉｓと出力軸回転角θ_ｏｓとの差分（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）から回転体間位相誤差θ_ｍｇを減算して相対角度Δθ_ｉｏを算出する構成とすることで、第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相とのずれを補正することができ、実施形態３よりも高精度に入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度を検出することができる。

図４５は、実施形態４の変形例に係るトルクセンサの機能ブロックを示す模式図である。図４５に示すトルクセンサ９４ｇは、図４１に示す実施形態３の変形例の相対角度検出装置３ｅに代えて、相対角度検出装置３ｇを備えている。相対角度検出装置３ｇは、図４１に示す実施形態３の変形例の相対角度演算部１８ｅに代えて、相対角度演算部１８ｇを備えている。相対角度演算部１８ｇは、図４１に示す実施形態３の変形例の捩れ角演算部１８３ａに代えて、捩れ角演算部１８３ｃを備えている。

第１角度検出装置１ｅ、第２角度検出装置２ｅ、及び捩れ角演算部１８３ｃは、実施形態４の変形例に係る相対角度検出装置３ｇを構成する。

捩れ角演算部１８３ｃには、第１角度演算部１８１ｅによって補正された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓが入力される。また、捩れ角演算部１８３ｃには、第２角度演算部１８２ｅによって補正された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓが入力される。

捩れ角演算部１８３ｃは、第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ、第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓ、第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ、及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓに基づき相対角度Δθ_ｉｏを求め、トルク演算部１９に出力する。

図４５に示す例では、上述した図４１に示す実施形態３の変形例の構成に加え、捩れ角演算部１８３ｃで第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相とのずれを補正する構成としている。

次に、実施形態４の変形例に係る捩れ角演算部１８３ｃについて説明する。

図４６は、実施形態４の変形例に係る捩れ角演算部の制御ブロックの一例を示す図である。

図４６に示す捩れ角演算部１８３ｃは、予め回転体間位相誤差θ_ｍｇが回転体間位相補正情報として設定され、第３記憶部１８３１に記憶されている。なお、回転体間位相誤差θ_ｍｇは、例えば、第１回転体１０又は第２回転体１１の電気角で所定周期位置における誤差の平均値であっても良いし、第１回転体１０及び第２回転体１１の任意の所定位置における誤差であっても良い。この回転体間位相誤差θ_ｍｇは、例えば、相対角度検出装置３ｇ、又はトルクセンサ９４ｇの出荷検査時に測定した値であっても良い。

図４６に示す例において、捩れ角演算部１８３ｃは、回転体間位相誤差θ_ｍｇを用いて、第２回転体１１の回転角度（電気角度）θ_ｏｓに対する第１回転体１０の回転角度（電気角度）θ_ｉｓの相対角度Δθ_ｉｏを補正する。具体的には、第２回転体１１の回転角度（電気角度）θ_ｏｓに対する第１回転体１０の回転角度（電気角度）θ_ｉｓの相対角度Δθ_ｉｏから回転体間位相誤差θ_ｍｇを減算、すなわち下記式（２１）により相対角度Δθ_ｉｏを算出する。

図４６に示す捩れ角演算部１８３ｃは、上記式（２１）が第３記憶部１８３１に記憶され設定されている。捩れ角演算部１８３ｃは、この上記式（２１）を用いて、第２回転体１１の回転角度（電気角度）θ_ｏｓに対する第１回転体１０の回転角度（電気角度）θ_ｉｓの相対角度Δθ_ｉｏを演算して出力する。

実施形態４の変形例に係る相対角度検出装置３ｇは、実施形態３の変形例の構成に加え、第２回転体１１の回転角度（電気角度）θ_ｏｓに対する第１回転体１０の回転角度（電気角度）θ_ｉｓの相対角度Δθ_ｉｏから回転体間位相誤差θ_ｍｇを減算して相対角度Δθ_ｉｏを算出する構成とすることで、第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相とのずれを補正することができ、実施形態３よりも高精度に入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度を検出することができる。

なお、本実施形態では、実施形態３と同様に、第１角度演算部に第１センサ位相補正部１８１２と第１振幅変動抑制部１８１３との双方を備え、第２角度演算部に第２センサ位相補正部１８２２と第２振幅変動抑制部１８２３との双方を備える構成を例示したが、第１角度演算部及び第２角度演算部の構成はこれに限るものではなく、実施形態１あるいは実施形態２と同様に、第１角度演算部（第２角度演算部）に第１センサ位相補正部１８１２（第２センサ位相補正部１８２２）あるいは第１振幅変動抑制部１８１３（第２振幅変動抑制部１８２３）の一方を備える構成であってもよい。

以上説明したように、実施形態４に係る相対角度検出装置３ｇは、実施形態３の構成に加え、第１角度演算部１８１ｄから入力された入力軸回転角θ_ｉｓと第２角度演算部１８２ｄから入力された出力軸回転角θ_ｏｓとの差分（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）から、第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相との間の誤差である回転体間位相誤差θ_ｍｇを減算して相対角度Δθ_ｉｏを算出する構成としている。また、実施形態４の変形例に係る相対角度検出装置３ｇは、実施形態３の変形例の構成に加え、第１角度演算部１８１ｅから入力された第１ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｉｓ及び第１ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｉｓと、第２角度演算部１８２ｅから入力された第２ｓｉｎ信号ｓｉｎθ_ｏｓ及び第２ｃｏｓ信号ｃｏｓθ_ｏｓとによって得られる、第２回転体１１の回転角度（電気角度）θ_ｏｓに対する第１回転体１０の回転角度（電気角度）θ_ｉｓの相対角度Δθ_ｉｏから、第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相との間の誤差である回転体間位相誤差θ_ｍｇを減算して相対角度Δθ_ｉｏを算出する構成としている。このため、第１回転体１０の位相と第２回転体１１の位相とのずれを補正することができ、実施形態３よりも高精度に入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの相対角度を検出することができる。これにより、実施形態４に係る相対角度検出装置３ｆ，３ｇを具備したトルクセンサ９４ｆ，９４ｇのトルク演算精度を実施形態３よりも高めることが可能となり、電動パワーステアリング装置８０におけるモータ制御性能の向上に実施形態３よりも貢献することができる。

なお、上述した実施形態では、第１角度演算部に第１記憶部を備え、第２角度演算部に第２記憶部を備え、捩れ角演算部に第３記憶部を備えた例を示したが、記憶部の構成は上記に限るものではない。例えば、第１角度演算部に１つの記憶部を有する構成であっても良いし、第２角度演算部に１つの記憶部を有する構成であっても良いし、捩れ角演算部に１つの記憶部を有する構成であっても良い。又は、第１角度演算部、第２角度演算部、あるいは捩れ角演算部には含まず、相対角度演算部に１つの記憶部を有する構成であっても良い。この記憶部が設けられる構成部によって本発明が限定されるものではない。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 第１角度検出装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ 第２角度検出装置
３，３Ａ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ 相対角度検出装置
１０ 第１回転体
１０Ａ 第１多極リング磁石
１０Ｂ 第３多極リング磁石
１０Ｃ 第１ロータ
１０Ｄ 第１コードホイール
１０Ｅ 第１ターゲット
１０Ｆ 第３ターゲット
１１ 第２回転体
１１Ａ 第２多極リング磁石
１１Ｂ 第４多極リング磁石
１１Ｃ 第２ロータ
１１Ｄ 第２コードホイール
１１Ｅ 第２ターゲット
１１Ｆ 第４ターゲット
１２ 第１回転角度検出部
１２Ａ，１２Ｂ 第１回転角度センサ
１２Ｃ 第１ステータ
１２Ｄ 第３回転角度センサ
１２Ｅ 第５回転角度センサ
１２Ｆ 第７回転角度センサ
１３ 第２回転角度検出部
１３Ａ，１３Ｂ 第２回転角度センサ
１３Ｃ 第２ステータ
１３Ｄ 第４回転角度センサ
１３Ｅ 第６回転角度センサ
１３Ｆ 第８回転角度センサ
１４Ａ，１４Ｂ 第１ｓｉｎセンサ
１５Ａ，１５Ｂ 第１ｃｏｓセンサ
１６Ａ，１６Ｂ 第２ｓｉｎセンサ
１７Ａ，１７Ｂ 第２ｃｏｓセンサ
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ 相対角度演算部
１９ トルク演算部
５０ 第１レゾルバ
５１ 第２レゾルバ
５６ 励磁信号供給部
８０ 電動パワーステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８２ｃ トーションバー
９０ ＥＣＵ（モータ制御装置）
９２ 減速装置
９３ モータ
９４，９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃ，９４Ｄ，９４Ｅ，９４Ｆ，９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄ，９４ｅ，９４ｆ，９４ｇ トルクセンサ
９５ 車速センサ
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ センサ部
１０１ 車両
１８１，１８１ａ，１８１ｂ，１８１ｃ，１８１ｄ，１８１ｅ 第１角度演算部
１８２，１８２ａ，１８２ｂ，１８２ｃ，１８２ｄ，１８２ｅ 第２角度演算部
１８３，１８３ａ，１８３ｂ，１８３ｃ 捩れ角演算部
１８１１ 第１正規化処理部
１８１１ａ，１８２１ａ オフセット電圧補正部
１８１１ｂ，１８２１ｂ 振幅補正部
１８１２ 第１センサ位相補正部
１８１３ 第１振幅変動抑制部
１８１４ 第１回転角演算部
１８１５ 第１記憶部
１８２１ 第２正規化処理部
１８２２ 第２センサ位相補正部
１８２３ 第２振幅変動抑制部
１８２４ 第２回転角演算部
１８２５ 第２記憶部
１８３１ 第３記憶部

Claims (9)

1. 回転軸を軸心として回転する回転体と、前記回転体の回転角を検知してｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力するセンサ部と、前記回転体の回転角に応じて前記センサ部が出力した前記ｓｉｎ信号の値が、当該回転体の回転角の基準のｓｉｎ信号の値に近づくようにし、又は前記回転体の回転角に応じて前記センサ部が出力した前記ｃｏｓ信号の値が、当該回転体の回転角の基準のｃｏｓ信号の値に近づくようにする事前に設定されたセンサ補正情報を記憶する記憶部と、前記センサ補正情報に基づき前記ｓｉｎ信号又は前記ｃｏｓ信号の少なくとも一方を補正する角度演算部と、を備える角度検出装置と、
   ２つの前記角度検出装置の双方の前記回転軸が同軸上に配置され、
   一方の前記角度検出装置の前記回転体の回転角と他方の前記角度検出装置の前記回転体の回転角との相対角度を演算する捩れ角演算部と、
   を備え、
   ２つの前記角度検出装置のうちの一方の前記回転体の位相と他方の前記回転体の位相との回転体間位相誤差をθ_ｍｇ、２つの前記角度検出装置のうちの一方で求めた一方の回転体の回転角をθ_ｉｓ、他方で求めた他方の回転体の回転角をθ_ｏｓとし、前記相対角度をΔθ_ｉｏとし、前記θ_ｍｇが前記記憶部に記憶され、
   前記捩れ角演算部は、
   下記式（１）を用いて前記Δθ_ｉｏを演算する
   相対角度検出装置。
   Δθ_ｉｏ＝（θ_ｉｓ−θ_ｏｓ）−θ_ｍｇ・・・（１）
2. 前記角度検出装置は、
   前記ｓｉｎ信号の平均値をＶｓｉｎａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｓｉｎａｖｅが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
   前記角度演算部は、
   下記式（２）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算する
   請求項１に記載の相対角度検出装置。
   ｓｉｎθ_ｏ＝ｓｉｎθ_ｉ−Ｖｓｉｎａｖｅ・・・（２）
3. 前記角度検出装置は、
   前記ｃｏｓ信号の平均値をＶｃｏｓａｖｅ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｃｏｓａｖｅが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
   前記角度演算部は、
   下記式（３）を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算する
   請求項１又は請求項２に記載の相対角度検出装置。
   ｃｏｓθ_ｏ＝ｃｏｓθ_ｉ−Ｖｃｏｓａｖｅ・・・（３）
4. 前記角度検出装置は、
   前記ｓｉｎ信号の最大値をＶｓｉｎｍａｘ、前記ｓｉｎ信号の最小値をＶｓｉｎｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｓｉｎｍａｘ及び前記Ｖｓｉｎｍｉｎが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
   前記角度演算部は、
   下記式（４）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算する
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
   ｓｉｎθ_ｏ＝ｓｉｎθ_ｉ／（｜Ｖｓｉｎｍａｘ−Ｖｓｉｎｍｉｎ｜／２）・・・（４）
5. 前記角度検出装置は、
   前記ｃｏｓ信号の最大値をＶｃｏｓｍａｘ、前記ｃｏｓ信号の最小値をＶｃｏｓｍｉｎ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓθ_ｉ、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記Ｖｃｏｓｍａｘ及び前記Ｖｃｏｓｍｉｎが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
   前記角度演算部は、
   下記式（５）式を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算する
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
   ｃｏｓθ_ｏ＝ｃｏｓθ_ｉ／（｜Ｖｃｏｓｍａｘ−Ｖｃｏｓｍｉｎ｜／２）・・・（５）
6. 前記角度検出装置は、
   前記ｓｉｎ信号の出力位相と前記ｃｏｓ信号の出力位相との間のセンサ位相誤差をθ_ｉｃ、入力の信号値をｓｉｎθ_ｉ、ｃｏｓ（θ_ｉ＋θ_ｉｃ）、出力の信号値をｓｉｎθ_ｏ、ｃｏｓθ_ｏとし、前記θ_ｉｃが前記センサ補正情報として前記記憶部に記憶され、
   前記角度演算部は、
   下記式（６）を用いて前記ｓｉｎθ_ｏを演算すると共に、下記式（７）を用いて前記ｃｏｓθ_ｏを演算する
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の相対角度検出装置。
   ｓｉｎθ_ｏ＝ｓｉｎθ_ｉ・・・（６）
   ｃｏｓθ_ｏ＝（ｃｏｓ（θ_ｉ＋θ_ｉｃ）＋ｓｉｎθ_ｉ×ｓｉｎθ_ｉｃ）／ｃｏｓθ_ｉｃ・・・（７）
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の相対角度検出装置と、
   前記相対角度に基づきトルクを演算するトルク演算部と、
   を備え、
   ２つの前記角度検出装置の双方の前記回転軸がトーションバーを介して接続されている
   トルクセンサ。
8. 請求項７に記載のトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置。
9. 請求項８に記載の電動パワーステアリング装置を備えた車両。

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