JP2008216129A

JP2008216129A - Torque detection device

Info

Publication number: JP2008216129A
Application number: JP2007055862A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nozaki; 幹央野▲崎▼; Kazutada Yoshida; 一恭吉田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce influence of external electric field noise, in a torque sensor for detecting torque, by using a pair of magnetic yokes made of a soft magnetic substance and a multipolar magnet. <P>SOLUTION: Density of a magnetic flux generated by relative rotation of the multipolar magnet 22 fixed to a first steering shaft 14, and the pair of soft magnetic substance magnetic yokes 23 and 24 fixed to a second steering shaft 15, is detected by a Hall IC 30 via a pair of magnetic collecting rings 27 and 28 mutually facing an air gap 29. A correction Hall IC 44 is arranged at a position avoiding the air gap 29. An ECU 18 subtracts a correction value A1, based on output B1 of the correction Hall IC 44 from output E1 of the Hall IC 30. A computing element 47 of the ECU 18 arithmetically operates the torque, applied to the first and second steering shafts 14 and 15 based on a subtracted value E1-A1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、トルク検出装置に関する。 The present invention relates to a torque detection device.

トルク検出装置は、例えば、トーションバーを介して同軸に連結された入力軸および出力軸と、入力軸に固定された永久磁石と、永久磁石の磁界内に配置されて出力軸に固定された一対の環状の磁気ヨークと、磁気ヨークと永久磁石との相対回転により一対のヨーク間に生じた磁束を誘導する一対の集磁リングと、集磁リング間の磁束を検出するホールＩＣセンサと、を有している（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開２００４−１２５７１７号公報特開２００６−７１３２６号公報特開２００５−２６５５９３号公報 The torque detection device includes, for example, a pair of an input shaft and an output shaft that are coaxially connected via a torsion bar, a permanent magnet fixed to the input shaft, and a pair of magnets disposed in the magnetic field of the permanent magnet and fixed to the output shaft. An annular magnetic yoke, a pair of magnetic flux collecting rings for inducing a magnetic flux generated between the pair of yokes by relative rotation of the magnetic yoke and the permanent magnet, and a Hall IC sensor for detecting the magnetic flux between the magnetic flux collecting rings, It has (for example, refer patent documents 1-3).
JP 2004-125717 A JP 2006-71326 A JP 2005-265593 A

上記のトルク検出装置では、外来磁界ノイズがトルクの誤検出の原因となる。磁界ノイズによってトルク検出結果が変化してしまわないようにする必要がある。この対策として、特許文献１，２では、集磁リングの外周を磁気シールドで覆っており、特許文献３では、ホールＩＣの周囲を磁気シールドで覆っている。
しかしながら、特許文献１〜３の何れにおいても、集磁リングと磁気ヨークとの間に侵入してくる磁界ノイズに対するシールド部材が配置されていない。このため、集磁リングと磁気ヨークとの間に磁界ノイズが侵入してしまう。特許文献１〜３において、ホールＩＣには、入力軸および出力軸の軸方向に沿って磁束が通過するようになっており、この軸方向に関する磁界ノイズの影響を低減することが求められている。 In the above torque detection device, external magnetic field noise causes erroneous detection of torque. It is necessary to prevent the torque detection result from being changed by magnetic field noise. As countermeasures, in Patent Documents 1 and 2, the outer periphery of the magnetism collecting ring is covered with a magnetic shield, and in Patent Document 3, the periphery of the Hall IC is covered with a magnetic shield.
However, in any of Patent Documents 1 to 3, a shield member against magnetic field noise entering between the magnetism collecting ring and the magnetic yoke is not arranged. For this reason, magnetic field noise enters between the magnetism collecting ring and the magnetic yoke. In Patent Documents 1 to 3, magnetic flux passes through the Hall IC along the axial direction of the input shaft and the output shaft, and it is required to reduce the influence of magnetic field noise on this axial direction. .

本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、磁界ノイズの影響を低減することのできるトルク検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide a torque detection device capable of reducing the influence of magnetic field noise.

上記目的を達成するため、本発明は、連結軸（１６）を介して同軸上に相対回転可能に連結された第１の軸（１４）および第２の軸（１５）と、第１の軸（１４）に固定された多極磁石（２２）と、第２の軸（１５）に固定され、上記多極磁石（２２）が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体（２３，２４）と、これら一対の軟磁性体（２３，２４）とそれぞれ磁気的に結合され、互いの間にエアギャップ（２９）を有して互いに対向する一対の集磁リング（２７，２８）と、上記エアギャップ（２９）に配置され、エアギャップ（２９）に生ずる磁束の密度を検出するホールＩＣ（３０）と、上記エアギャップ（２９）を避けた位置に配置された補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）と、ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）および補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に基づいて第１の軸（１４）および第２の軸（１５）に加えられたトルクを検出するトルク検出部（１８）と、を備え、上記トルク検出部（１８）は、ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）を補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に基づいて補正する機能を有することを特徴とするトルク検出装置（１７）を提供するものである（請求項１）。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first shaft (14) and a second shaft (15) which are coaxially connected to each other via a connecting shaft (16), and a first shaft. A pair of soft poles (22) fixed to (14) and a pair of soft poles fixed to the second shaft (15) and arranged in a magnetic field generated by the multipole magnet (22) to form a magnetic circuit. The magnetic bodies (23, 24) and the pair of soft magnetic bodies (23, 24) are respectively magnetically coupled to each other, and have a pair of magnetism collecting rings (air gaps 29) facing each other (see FIG. 27, 28), the air gap (29), the Hall IC (30) for detecting the density of magnetic flux generated in the air gap (29), and the air gap (29). Correction magnetic sensor (44; 44a, 44b) and Hall IC (30 Detection for detecting the torque applied to the first shaft (14) and the second shaft (15) based on the output (E1) of the motor and the output (B1) of the magnetic sensor for correction (44; 44a, 44b) The torque detection unit (18) corrects the output (E1) of the Hall IC (30) based on the output (B1) of the correction magnetic sensor (44; 44a, 44b). A torque detection device (17) having a function is provided (claim 1).

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、補正用磁気センサによって検出された外来磁界ノイズと、ホールＩＣの検出結果に含まれる磁界ノイズとを相殺でき、その結果、トルク検出結果が磁界ノイズの影響を受けることを確実に抑制できる。 In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to the present invention, it is possible to cancel the external magnetic field noise detected by the correction magnetic sensor and the magnetic field noise included in the detection result of the Hall IC, and as a result, it is ensured that the torque detection result is affected by the magnetic field noise. Can be suppressed.

本発明において、上記補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）は補正用ホールＩＣを含む場合がある（請求項２）。この場合、エアギャップに配置されるホールＩＣと同様のホールＩＣを補正用磁気センサとして用いることができ、部品を共通化できる。
本発明において、上記第１の軸（１４）および第２の軸（１５）の軸方向（Ｘ１）に関して、上記補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）とホールＩＣ（３０）の位置が互いに等しくされている場合がある（請求項３）。この場合、ホールＩＣによって検出される磁界ノイズの値と補正用磁気センサによって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。 In the present invention, the correction magnetic sensor (44; 44a, 44b) may include a correction Hall IC (claim 2). In this case, a Hall IC similar to the Hall IC disposed in the air gap can be used as a correction magnetic sensor, and components can be shared.
In the present invention, with respect to the axial direction (X1) of the first axis (14) and the second axis (15), the position of the correction magnetic sensor (44; 44a, 44b) and the Hall IC (30) are mutually different. There are cases where they are equal (claim 3). In this case, the value of the magnetic field noise detected by the Hall IC can be made closer to the value of the magnetic field noise detected by the correction magnetic sensor.

本発明において、上記集磁リング（２７，２８）の周方向（Ｒ１）に関して、補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）とホールＩＣ（３０）の位置が互いに等しくされている場合がある（請求項４）。この場合、ホールＩＣによって検出される磁界ノイズの値と補正用磁気センサによって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。
本発明において、上記トルク検出部（１８）は、上記補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に基づく補正値Ａ１を上記ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）から減算することにより、ホールＩＣ（３０）の出力（Ｅ１）を補正する場合がある（請求項５）。この場合、減算という簡易な処理によってホールＩＣの出力を補正できる。 In the present invention, the position of the magnetic sensor for correction (44; 44a, 44b) and the Hall IC (30) may be equal to each other with respect to the circumferential direction (R1) of the magnetism collecting rings (27, 28) ( Claim 4). In this case, the value of the magnetic field noise detected by the Hall IC can be made closer to the value of the magnetic field noise detected by the correction magnetic sensor.
In the present invention, the torque detector (18) subtracts a correction value A1 based on the output (B1) of the correction magnetic sensor (44; 44a, 44b) from the output (E1) of the Hall IC (30). As a result, the output (E1) of the Hall IC (30) may be corrected (claim 5). In this case, the output of the Hall IC can be corrected by a simple process called subtraction.

本発明において、上記補正値Ａ１は、補正用磁気センサ（４４；４４ａ，４４ｂ）の出力（Ｂ１）に補正係数を乗じて求められ、上記補正係数は、集磁リング（２７，２８）の比透磁率（μｓ）の逆数である場合がある（請求項６）。この場合、集磁リングを磁界ノイズが通過したことによるエアギャップの磁束密度の変化を、補正値として用いることができる。 In the present invention, the correction value A1 is obtained by multiplying the output (B1) of the correction magnetic sensor (44; 44a, 44b) by a correction coefficient, and the correction coefficient is the ratio of the magnetism collecting rings (27, 28). It may be the reciprocal of the magnetic permeability (μs) (Claim 6). In this case, the change in the magnetic flux density of the air gap due to the passage of magnetic field noise through the magnetic flux collecting ring can be used as the correction value.

本発明において、上記補正用磁気センサは、ホールＩＣ（３０）を挟んだ両側に配置される第１の補正用磁気センサ（４４ａ）および第２の補正用磁気センサ（４４ｂ）を含み、第１の補正用磁気センサ（４４ａ）、第２の補正用磁気センサ（４４ｂ）およびホールＩＣ（３０）は、第１の軸（１４）および第２の軸（１５）の軸方向（Ｘ１）に関する位置が互いに等しくされ、且つ一直線上に配置され、上記補正用磁気センサの出力Ｂ１は、下記式を用いて演算される場合がある（請求項７）。 In the present invention, the correction magnetic sensor includes a first correction magnetic sensor (44a) and a second correction magnetic sensor (44b) disposed on both sides of the Hall IC (30). The correction magnetic sensor (44a), the second correction magnetic sensor (44b), and the Hall IC (30) are positioned in the axial direction (X1) of the first axis (14) and the second axis (15). May be equal to each other and arranged on a straight line, and the output B1 of the magnetic sensor for correction may be calculated using the following equation (claim 7).

Ｂ１＝（Ｃ２−Ｃ１）×ｄ１｛１／（ｄ１＋ｄ２）｝＋Ｃ１。
ただし、Ｃ１：第１の補正用磁気センサの出力。Ｃ２：第２の補正用磁気センサの出力。ｄ１：第１の補正用磁気センサとホールＩＣとの距離。ｄ２：第２の補正用磁気センサとホールＩＣとの距離。
この場合、補正用磁気センサとして、２つのセンサを用いることができ、磁界ノイズの値をより正確に求めることができる。 B1 = (C2-C1) * d1 {1 / (d1 + d2)} + C1.
However, C1: Output of the first correction magnetic sensor. C2: Output of the second correction magnetic sensor. d1: Distance between the first correction magnetic sensor and the Hall IC. d2: Distance between the second correction magnetic sensor and the Hall IC.
In this case, two sensors can be used as correction magnetic sensors, and the value of magnetic field noise can be obtained more accurately.

本発明において、ホールＩＣ（３０）として一対のホールＩＣ（３０，３０）が設けられ、各ホールＩＣ（３０）に対して、１または複数の補正用磁気センサ（４４）が設けられている場合がある（請求項８）。この場合、一対のホールＩＣを用いることにより、トルク検出精度を高めることができる。また、各ホールＩＣに対してそれぞれ補正用磁気センサを用いるので、各ホールＩＣに対応した磁界ノイズを検出できる。 In the present invention, a pair of Hall ICs (30, 30) is provided as the Hall IC (30), and one or a plurality of correction magnetic sensors (44) are provided for each Hall IC (30). (Claim 8). In this case, the torque detection accuracy can be increased by using a pair of Hall ICs. Further, since the magnetic sensor for correction is used for each Hall IC, magnetic field noise corresponding to each Hall IC can be detected.

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施の形態では、トルク検出装置が自動車の電動パワーステアリング装置に適用された例を説明するが、本発明のトルク検出装置は、電動パワーステアリング装置以外の他の装置や機器に適用することもできる。
図１は、本発明の一実施の形態のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In this embodiment, an example in which the torque detection device is applied to an electric power steering device of an automobile will be described. However, the torque detection device of the present invention is applied to devices and devices other than the electric power steering device. You can also.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus including a torque detection device according to an embodiment of the present invention.

図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されるステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結される中間軸５と、この中間軸５に自在継手６を介して連結されているピニオン軸７と、ピニオン軸７の先端部に設けられたピニオン８に噛み合うラック９を形成して車両の左右方向に延びるラック軸１０とを有している。 Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft 3 coupled to a steering member 2 such as a steering wheel, an intermediate shaft 5 coupled to the steering shaft 3 via a universal joint 4, and an intermediate A pinion shaft 7 connected to the shaft 5 via a universal joint 6 and a rack shaft 10 that forms a rack 9 that meshes with a pinion 8 provided at the tip of the pinion shaft 7 and extends in the left-right direction of the vehicle are provided. is doing.

ラック軸１０は、筒状のハウジング１１に軸方向移動可能に支持されている。ラック軸１０の両端部にはそれぞれタイロッド１２が連結されており、各タイロッド１２は、対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１３に連結されている。
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転は中間軸５等を介してピニオン８に伝達され、ピニオン８およびラック９によって、車両の左右方向に沿うラック軸１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１３の転舵が達成される。 The rack shaft 10 is supported by a cylindrical housing 11 so as to be movable in the axial direction. Tie rods 12 are connected to both ends of the rack shaft 10, and each tie rod 12 is connected to a corresponding steered wheel 13 via a corresponding knuckle arm (not shown).
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is transmitted to the pinion 8 via the intermediate shaft 5 and the like, and the straight line of the rack shaft 10 along the left-right direction of the vehicle is driven by the pinion 8 and the rack 9. Converted into movement. Thereby, the turning of the steered wheel 13 is achieved.

ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる第１の軸としての第１の操舵軸１４と、自在継手４に連なる第２の軸としての第２の操舵軸１５とを有している。これら第１および第２の操舵軸１４，１５は、連結軸としてのトーションバー１６を介して同軸上に互いに連結されている。第１および第２の操舵軸１４，１５は、互いにトルク伝達可能であり、所定の範囲内で相対回転可能とされている。 The steering shaft 3 has a first steering shaft 14 as a first shaft continuous with the steering member 2 and a second steering shaft 15 as a second shaft continuous with the universal joint 4. The first and second steering shafts 14 and 15 are coaxially connected to each other via a torsion bar 16 as a connecting shaft. The first and second steering shafts 14 and 15 can transmit torque to each other, and are relatively rotatable within a predetermined range.

トーションバー１６の近傍には、トルク検出装置としてのトルクセンサ１７が設けられている。このトルクセンサ１７は、トーションバー１６のねじれに起因する第１の操舵軸１４と第２の操舵軸１５との相対回転変位量から、第１および第２の操舵軸１４，１５に付与されるトルクを検出するものである。トルクセンサ１７は、トルク検出部としてのＥＣＵ１８（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）を含んでいる。 In the vicinity of the torsion bar 16, a torque sensor 17 as a torque detection device is provided. The torque sensor 17 is applied to the first and second steering shafts 14 and 15 from the amount of relative rotational displacement between the first steering shaft 14 and the second steering shaft 15 caused by torsion of the torsion bar 16. Torque is detected. The torque sensor 17 includes an ECU 18 (Electronic Control Unit) as a torque detector.

ＥＣＵ１８は、トルク検出結果や、車速センサ（図示せず）からの車速検出信号等に基づいて、操舵補助用の電動モータ１９の駆動を制御する。これにより電動モータ１９が駆動すると、その出力回転（動力）が、ウォームギヤ機構等の減速機構２０で減速されて第２の操舵軸１５へ伝達される。
第２の操舵軸１５に伝えられた動力は、さらに中間軸５等を介して、上記ラック軸１０、タイロッド１２およびナックルアーム等を含む舵取り機構２１に伝えられ、運転者の操舵が補助される。 The ECU 18 controls the driving of the steering assist electric motor 19 based on a torque detection result, a vehicle speed detection signal from a vehicle speed sensor (not shown), and the like. As a result, when the electric motor 19 is driven, the output rotation (power) is decelerated by the reduction mechanism 20 such as a worm gear mechanism and transmitted to the second steering shaft 15.
The power transmitted to the second steering shaft 15 is further transmitted to the steering mechanism 21 including the rack shaft 10, the tie rod 12, the knuckle arm and the like via the intermediate shaft 5 and the like to assist the driver's steering. .

図２は、トルクセンサ１７の模式的な断面図である。図２を参照して、トルクセンサ１７は、上記第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５と、第１の操舵軸１４の一端に固定された多極磁石２２と、第２の操舵軸１５の一端に固定され、多極磁石２２が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体としての磁気ヨーク２３，２４と、を含んでいる。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the torque sensor 17. Referring to FIG. 2, the torque sensor 17 includes a first steering shaft 14 and a second steering shaft 15, a multipolar magnet 22 fixed to one end of the first steering shaft 14, and a second steering shaft. It includes a pair of magnetic yokes 23 and 24 as soft magnetic bodies fixed to one end of the shaft 15 and disposed in a magnetic field generated by the multipolar magnet 22 to form a magnetic circuit.

多極磁石２２は、円筒形状の永久磁石であり、複数の極（Ｎ，Ｓそれぞれ同じ極数）が周方向に等間隔で着磁されている。多極磁石２２の軸線と、第１の操舵軸１４の軸線とは、互いに一致している。
磁気ヨーク２３，２４は、円筒形状のヨーク２５の一部を構成している。ヨーク２５は、第２の操舵軸１５に、互いの軸線が一致するように固定される。このヨーク２５は、多極磁石２２に対して、径方向に所定の隙間を隔てて対向しており、多極磁石２２を取り囲んでいる。 The multipolar magnet 22 is a cylindrical permanent magnet, and a plurality of poles (the same number of N and S) are magnetized at equal intervals in the circumferential direction. The axis of the multipolar magnet 22 and the axis of the first steering shaft 14 are coincident with each other.
The magnetic yokes 23 and 24 constitute a part of the cylindrical yoke 25. The yoke 25 is fixed to the second steering shaft 15 so that the axes thereof coincide with each other. The yoke 25 is opposed to the multipolar magnet 22 with a predetermined gap in the radial direction, and surrounds the multipolar magnet 22.

図２および図３（Ａ）に示すように、磁気ヨーク２３，２４は、それぞれ、板状のリングに、その板面に垂直な一方向に延びる複数の二等辺三角形状の爪２６が等間隔に周設されている。各磁気ヨーク２３，２４は、それぞれの爪２６が周方向に適当な間隔でずれるように対向する状態で、合成樹脂部材３３にモールドされている。各磁気ヨーク２３，２４のうち、多極磁石２２に対向する内側の面は、合成樹脂部材３３から露出している。 As shown in FIGS. 2 and 3A, each of the magnetic yokes 23 and 24 has a plate-shaped ring and a plurality of isosceles triangular claws 26 extending in one direction perpendicular to the plate surface. Is installed around. The magnetic yokes 23 and 24 are molded on the synthetic resin member 33 in a state where the claws 26 face each other so as to be displaced at an appropriate interval in the circumferential direction. Of each magnetic yoke 23, 24, the inner surface facing the multipolar magnet 22 is exposed from the synthetic resin member 33.

磁気ヨーク２３，２４は、第１および第２の操舵軸１４，１５にトルクが加えられていない操舵中立状態において、それぞれの爪２６の先端が、多極磁石２２のＮ極及びＳ極の境界を指すように配置される。
図２を参照して、トルクセンサ１７は、磁気ヨーク２３，２４からの磁束を誘導する一対の集磁リング２７，２８を含んでいる。これら一対の集磁リング２７，２８は、軟磁性体を用いて形成された環状の部材であり、磁気ヨーク２３，２４を取り囲んでこれらの磁気ヨーク２３，２４にそれぞれ磁気的に結合されている。 In the magnetic yokes 23 and 24, the tips of the respective claws 26 are located at the boundary between the N pole and the S pole of the multipolar magnet 22 in a steering neutral state where no torque is applied to the first and second steering shafts 14 and 15. It is arranged to point to.
Referring to FIG. 2, the torque sensor 17 includes a pair of magnetic flux collecting rings 27 and 28 that induce magnetic fluxes from the magnetic yokes 23 and 24. The pair of magnetism collecting rings 27 and 28 are annular members formed using a soft magnetic material and surround the magnetic yokes 23 and 24 and are magnetically coupled to the magnetic yokes 23 and 24, respectively. .

一対の集磁リング２７，２８は、それぞれ、第１および第２の操舵軸１４，１５の軸方向Ｘ１（以下、単に軸方向Ｘ１ともいう）に離隔して相対向しており、互いの間にエアギャップ２９が設けられている。エアギャップ２９とは、一対の集磁リング２７，２８間の間隔をいう。各集磁リング２７，２８は、環状の主体部２７ａ，２８ａと、主体部２７ａ，２８ａから延設された平板状の舌片２７ｂ，２８ｂとを含んでいる。 The pair of magnetism collecting rings 27 and 28 are spaced apart from each other in the axial direction X1 (hereinafter also simply referred to as the axial direction X1) of the first and second steering shafts 14 and 15, respectively. An air gap 29 is provided in the front. The air gap 29 is an interval between the pair of magnetism collecting rings 27 and 28. Each of the magnetism collecting rings 27 and 28 includes annular main body portions 27a and 28a and flat tongue pieces 27b and 28b extending from the main body portions 27a and 28a.

図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図２および図４を参照して、各舌片２７ｂ，２８ｂは、集磁リング２７，２８の周方向Ｒ１（以下、単に周方向Ｒ１ともいう）の位置が揃えられており、対応する環状の主体部２７ａ，２８ａから軸方向Ｘ１にそれぞれ突き出ている。一対の舌片２７ｂ，２８ｂ間のエアギャップ２９は、一対の主体部２７ａ，２８ａ間のエアギャップ２９よりも狭くされている。 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2 and 4, each tongue piece 27b, 28b is aligned in the circumferential direction R1 of the magnetism collecting rings 27, 28 (hereinafter also simply referred to as circumferential direction R1), and has a corresponding annular shape. The main body portions 27a and 28a protrude in the axial direction X1. The air gap 29 between the pair of tongue pieces 27b and 28b is narrower than the air gap 29 between the pair of main body portions 27a and 28a.

一対の舌片２７ｂ，２８ｂ間のエアギャップ２９に、１ないし複数（本実施の形態において、１つ）のホールＩＣ３０が配置されている。ホールＩＣ３０は、エアギャップ２９に生ずる磁束の密度を検出するものであり、エアギャップ２９に生ずる磁束のうち、軸方向Ｘ１に平行な成分に応じた出力（電位差）を生じるように配置されている。
ホールＩＣ３０には、回路基板３１が接続されている。車両のバッテリー等の電源３２からの電力は、回路基板３１を介してホールＩＣ３０に供給され、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１は、回路基板３１を介してＥＣＵ１８に出力される。 One to a plurality of (one in the present embodiment) Hall ICs 30 are arranged in the air gap 29 between the pair of tongue pieces 27b and 28b. The Hall IC 30 detects the density of magnetic flux generated in the air gap 29, and is arranged so as to generate an output (potential difference) corresponding to a component parallel to the axial direction X1 of the magnetic flux generated in the air gap 29. .
A circuit board 31 is connected to the Hall IC 30. Electric power from a power source 32 such as a battery of the vehicle is supplied to the Hall IC 30 via the circuit board 31, and an output E1 of the Hall IC 30 is output to the ECU 18 via the circuit board 31.

集磁リング２７，２８、ホールＩＣ３０および回路基板３１は、合成樹脂部材３４によりモールドされている。集磁リング２７，２８の内周面は、合成樹脂部材３４から露出している。
集磁リング２７，２８、ホールＩＣ３０、回路基板３１および合成樹脂部材３４は、一体成形品としてのアッセンブリ３５とされている。このアッセンブリ３５は、鋼板等の磁気シールド部材が設けられていない状態で、第１および第２の操舵軸１４，１５が挿通されたセンサハウジング３６に固定されている。 The magnetism collecting rings 27 and 28, the Hall IC 30 and the circuit board 31 are molded with a synthetic resin member 34. The inner peripheral surfaces of the magnetism collecting rings 27 and 28 are exposed from the synthetic resin member 34.
The magnetism collecting rings 27 and 28, the Hall IC 30, the circuit board 31 and the synthetic resin member 34 are an assembly 35 as an integrally molded product. The assembly 35 is fixed to a sensor housing 36 through which the first and second steering shafts 14 and 15 are inserted in a state where a magnetic shield member such as a steel plate is not provided.

センサハウジング３６は、車体（図示せず）に支持された筒状の部材であり、アッセンブリ３５の一部を収容する空間３７が区画されている。センサハウジング３６には、合成樹脂部材３４を受ける座部３８が設けられている。座部３８には、センサハウジング３６の径方向に開放され、アッセンブリ３５が挿通される挿通孔３９が形成されている。
合成樹脂部材３４には、座部３８の一側面（挿通孔３９の周縁部）の形状に合致する形状のフランジ４０が設けられている。フランジ４０には、一対のねじ挿通孔４１，４１が形成されている。センサハウジング３６には、各ねじ挿通孔４１，４１に対応する位置にねじ孔４２，４２がそれぞれ形成されている。対応するねじ挿通孔４１およびねじ孔４２をそれぞれ挿通する一対の取付ねじ４３，４３により、合成樹脂部材３４がセンサハウジング３６に締結されている。 The sensor housing 36 is a cylindrical member supported by a vehicle body (not shown), and a space 37 for accommodating a part of the assembly 35 is defined. The sensor housing 36 is provided with a seat portion 38 that receives the synthetic resin member 34. The seat portion 38 is formed with an insertion hole 39 that is opened in the radial direction of the sensor housing 36 and through which the assembly 35 is inserted.
The synthetic resin member 34 is provided with a flange 40 having a shape that matches the shape of one side surface of the seat portion 38 (the peripheral edge portion of the insertion hole 39). A pair of screw insertion holes 41, 41 are formed in the flange 40. In the sensor housing 36, screw holes 42 and 42 are formed at positions corresponding to the screw insertion holes 41 and 41, respectively. The synthetic resin member 34 is fastened to the sensor housing 36 by a pair of mounting screws 43, 43 that are inserted through the corresponding screw insertion holes 41 and 42.

本実施の形態の特徴とするところは、外来電界ノイズによってトルク検出結果が変化することを、補正用磁気センサを用いて抑制するようになっている点にある。具体的には、補正用磁気センサとしての補正用ホールＩＣ４４が設けられている。
補正用ホールＩＣ４４は、ホールＩＣ３０と同様のホールＩＣを用いてなり、ホールＩＣ３０に対応して、１ないし複数（本実施の形態において、１個）設けられている。 The feature of this embodiment is that the correction of the torque detection result due to external electric field noise is suppressed by using a correction magnetic sensor. Specifically, a correction Hall IC 44 as a correction magnetic sensor is provided.
The correction Hall IC 44 uses a Hall IC similar to the Hall IC 30 and is provided with one or more (one in the present embodiment) corresponding to the Hall IC 30.

なお、補正用磁気センサとして、ＭＲ素子等の他のセンサを用いてもよいが、磁界の向きを検出可能なホール素子等を少なくとも１つは用いる必要がある。
補正用ホールＩＣ４４は、ホールＩＣ３０と共に上記単一の合成樹脂部材３４にモールドされており、アッセンブリ３５の一部を構成している。この補正用ホールＩＣ４４は、当該補正用ホールＩＣ４４を通過する磁束のうち、軸方向Ｘ１に平行な成分に応じた出力（電位差）を生じるように配置されている。 Note that another sensor such as an MR element may be used as the correction magnetic sensor, but at least one Hall element capable of detecting the direction of the magnetic field needs to be used.
The correction Hall IC 44 is molded in the single synthetic resin member 34 together with the Hall IC 30 and constitutes a part of the assembly 35. The correction Hall IC 44 is arranged so as to generate an output (potential difference) corresponding to a component parallel to the axial direction X1 of the magnetic flux passing through the correction Hall IC 44.

補正用ホールＩＣ４４は、軸方向Ｘ１に関する位置が、ホールＩＣ３０と略等しくなるように、且つ周方向Ｒ１に関する位置が、ホールＩＣ３０と略等しくなるように、ホールＩＣ３０に近接して配置されている。
また、補正用ホールＩＣ４４は、多極磁石２２に基づいて生じる磁場を避けた箇所であって、この磁場に可及的に近い箇所に配置されている。補正用ホールＩＣ４４の配置場所は、エアギャップ２９を避けた位置である。補正用ホールＩＣ４４とホールＩＣ３０とは、回路基板３１に対して互いに対称に配置されている。 The correction Hall IC 44 is disposed close to the Hall IC 30 so that the position in the axial direction X1 is substantially equal to the Hall IC 30 and the position in the circumferential direction R1 is substantially equal to the Hall IC 30.
Further, the correction Hall IC 44 is disposed at a position that avoids the magnetic field generated based on the multipolar magnet 22 and is as close as possible to the magnetic field. The correction hole IC 44 is disposed at a position avoiding the air gap 29. The correction Hall IC 44 and the Hall IC 30 are arranged symmetrically with respect to the circuit board 31.

補正用ホールＩＣ４４には、回路基板３１が接続されている。電源３２からの電力は、回路基板３１を介して補正用ホールＩＣ４４に供給される。補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１は、回路基板３１を介してＥＣＵ１８に出力される。
図２を参照して、ＥＣＵ１８は、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１および補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に基づいて、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に加えられたトルクを検出するようになっており、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に基づいて補正する機能を有している。このＥＣＵ１８は、乗算器４５と、減算器４６と、演算器４７とを含んでいる。 The circuit board 31 is connected to the correction Hall IC 44. Power from the power supply 32 is supplied to the correction Hall IC 44 through the circuit board 31. The output B1 of the correction Hall IC 44 is output to the ECU 18 via the circuit board 31.
Referring to FIG. 2, ECU 18 detects the torque applied to first steering shaft 14 and second steering shaft 15 based on output E1 of Hall IC 30 and output B1 of correction Hall IC 44. Thus, the output E1 of the Hall IC 30 is corrected based on the output B1 of the correction Hall IC 44. The ECU 18 includes a multiplier 45, a subtractor 46, and a calculator 47.

乗算器４５は、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を補正するための補正値Ａ１を算出するものである。具体的には、集磁リング２７，２８の比透磁率μｓの逆数１／μｓ（補正係数）を、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に乗算して、補正値Ａ１を算出する（Ａ１＝Ｂ１×１／μｓ）。
乗算器４５で算出された補正値Ａ１は、減算器４６に出力される。減算器４６では、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１から補正値Ａ１を減算（Ｅ１−Ａ１）し、減算後（補正後）の出力Ｅ１−Ａ１が、演算器４７に入力される。演算器４７では、補正後の出力Ｅ１−Ａ１を微分演算する等により、第１および第２の操舵軸１４，１５に加えられたトルクを算出する。 The multiplier 45 calculates a correction value A1 for correcting the output E1 of the Hall IC 30. Specifically, the correction value A1 is calculated by multiplying the output B1 of the correction Hall IC 44 by the reciprocal 1 / μs (correction coefficient) of the relative permeability μs of the magnetism collecting rings 27 and 28 (A1 = B1 × 1 / μs).
The correction value A1 calculated by the multiplier 45 is output to the subtractor 46. In the subtractor 46, the correction value A1 is subtracted from the output E1 of the Hall IC 30 (E1-A1), and the output E1-A1 after subtraction (after correction) is input to the calculator 47. The calculator 47 calculates the torque applied to the first and second steering shafts 14 and 15 by, for example, differentiating the corrected output E1-A1.

以上の概略構成をするトルクセンサ１７は、以下のように動作する。
第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５にトルクが加えられないとき、磁気ヨーク２３，２４の各爪２６は、図２および図３（Ａ）に示すように、多極磁石２２のＮ極及びＳ極に対向する面積が等しくなり、Ｎ極から入る磁束とＳ極へ出る磁束とが等しくなるので、磁気ヨーク２３と磁気ヨーク２４との間には磁束は生じない。 The torque sensor 17 having the above schematic configuration operates as follows.
When no torque is applied to the first steering shaft 14 and the second steering shaft 15, the claws 26 of the magnetic yokes 23 and 24, as shown in FIG. 2 and FIG. Since the areas facing the N pole and the S pole are equal, and the magnetic flux entering from the N pole and the magnetic flux exiting to the S pole are equal, no magnetic flux is generated between the magnetic yoke 23 and the magnetic yoke 24.

一方、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に周方向の一方のトルクが加えられたとき、トーションバー１６に捩れが生じて、磁気ヨーク２３，２４の各爪２６と、多極磁石２２との周方向Ｒ１の相対位置が変化する。
このとき、例えば、図３（Ｂ）に示すように、磁気ヨーク２４の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より大きくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より大きくなる。また、磁気ヨーク２３の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より小さくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より小さくなる。その結果、磁気ヨーク２４から磁気ヨーク２３への磁束が生じ、この磁束密度は、各爪２６に対向するＮ極及びＳ極の面積の差が大きい程、大きくなる。 On the other hand, when one circumferential torque is applied to the first steering shaft 14 and the second steering shaft 15, the torsion bar 16 is twisted, and the claws 26 of the magnetic yokes 23 and 24 are connected to the multipole. The relative position of the magnet 22 in the circumferential direction R1 changes.
At this time, for example, as shown in FIG. 3B, the area of the magnetic yoke 24 facing each claw 26 is such that the N pole of the multipolar magnet 22 is larger than the S pole, and the magnetic flux entering from the N pole is larger. It becomes larger than the magnetic flux which goes out to S pole. The area of the magnetic yoke 23 facing the claws 26 is smaller in the N pole of the multipolar magnet 22 than in the S pole, and the magnetic flux entering from the N pole is smaller than the magnetic flux exiting the S pole. As a result, a magnetic flux is generated from the magnetic yoke 24 to the magnetic yoke 23, and the magnetic flux density increases as the difference in the area between the N pole and the S pole facing each claw 26 increases.

他方、図２および図３（Ｃ）を参照して、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に周方向の他方のトルクが加えられたとき、上記とは逆方向にトーションバー１６に捩れが生じて、磁気ヨーク２３，２４の各爪２６および多極磁石２２の相対位置が変化する。
このとき、例えば、磁気ヨーク２４の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より小さくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より小さくなる。また、磁気ヨーク２３の各爪２６に対向する面積は、多極磁石２２のＮ極の方がＳ極より大きくなり、Ｎ極から入る磁束がＳ極へ出る磁束より大きくなる。その結果、磁気ヨーク２３から磁気ヨーク２４への磁束が生じ、この磁束密度は、各爪２６に対向するＮ極及びＳ極の面積の差が大きい程、大きくなる。 On the other hand, referring to FIG. 2 and FIG. 3C, when the other torque in the circumferential direction is applied to the first steering shaft 14 and the second steering shaft 15, the torsion bar 16 is reversed in the reverse direction. Is twisted, and the relative positions of the claws 26 of the magnetic yokes 23 and 24 and the multipolar magnet 22 change.
At this time, for example, the area of the magnetic yoke 24 facing the claws 26 is smaller in the N pole of the multipolar magnet 22 than in the S pole, and the magnetic flux entering from the N pole is smaller than the magnetic flux exiting the S pole. Further, the area of the magnetic yoke 23 facing each claw 26 is larger in the N pole of the multipolar magnet 22 than in the S pole, and the magnetic flux entering from the N pole is larger than the magnetic flux exiting to the S pole. As a result, a magnetic flux is generated from the magnetic yoke 23 to the magnetic yoke 24, and the magnetic flux density increases as the difference in the area between the N pole and the S pole facing each claw 26 increases.

上記した磁気ヨーク２３および磁気ヨーク２４間のエアギャップの磁束密度に応じて、磁気ヨーク２３，２４に生じた磁束は、図２に示す集磁リング２７，２８によりそれぞれ誘導され、誘導された磁束は、集磁リング２７，２８の一対の舌片２７ｂ，２８ｂ間のエアギャップ２９に集中し、ホールＩＣ３０により検出される。集磁リング２７，２８により、ホールＩＣ３０は、磁気ヨーク２３，２４の全周で発生する磁束密度の平均を検出することが出来る。 According to the magnetic flux density of the air gap between the magnetic yoke 23 and the magnetic yoke 24 described above, the magnetic flux generated in the magnetic yokes 23 and 24 is induced by the magnetic flux collecting rings 27 and 28 shown in FIG. Are concentrated in the air gap 29 between the pair of tongue pieces 27b, 28b of the magnetism collecting rings 27, 28, and detected by the Hall IC 30. With the magnetic flux collecting rings 27 and 28, the Hall IC 30 can detect the average of the magnetic flux density generated on the entire circumference of the magnetic yokes 23 and 24.

以上により、ホールＩＣ３０は、集磁リング２７，２８に生じた磁束に応じた磁束密度、即ち、第１の操舵軸１４および第２の操舵軸１５に加えられたトルクに応じた磁束密度を検出することが出来る。
ホールＩＣ３０の出力Ｅ１は、ＥＣＵ１８に入力される。このとき、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１は、ＥＣＵ１８に入力され、乗算器４５で、集磁リング２７，２８の比透磁率μｓの逆数１／μｓが乗じられて補正値Ａ１（＝Ｂ１×１／μｓ）とされる。 As described above, the Hall IC 30 detects the magnetic flux density according to the magnetic flux generated in the magnetism collecting rings 27 and 28, that is, the magnetic flux density according to the torque applied to the first steering shaft 14 and the second steering shaft 15. I can do it.
The output E1 of the Hall IC 30 is input to the ECU 18. At this time, the output B1 of the correction Hall IC 44 is input to the ECU 18, and is multiplied by the inverse 1 / μs of the relative magnetic permeability μs of the magnetism collecting rings 27 and 28 by the multiplier 45 to obtain a correction value A1 (= B1 × 1). / Μs).

前述したように、減算器４６でホールＩＣ３０の出力Ｅ１から補正値Ａ１が減算され、減算後の出力Ｅ１−Ａ１に基づいて、演算器４７で、第１および第２の操舵軸１４，１５に加えられたトルクが算出される。
以上の次第で、本実施の形態によれば、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に基づいて補正するようにしており、補正用ホールＩＣ４４によって検出された外来磁界ノイズと、ホールＩＣ３０の検出結果に含まれる磁界ノイズとを相殺できる。その結果、トルク検出結果が磁界ノイズの影響を受けることを確実に抑制できる。 As described above, the correction value A1 is subtracted from the output E1 of the Hall IC 30 by the subtractor 46, and the first and second steering shafts 14 and 15 are calculated by the calculator 47 based on the output E1-A1 after the subtraction. The applied torque is calculated.
As described above, according to the present embodiment, the output E1 of the Hall IC 30 is corrected based on the output B1 of the correction Hall IC 44, and the external magnetic field noise detected by the correction Hall IC 44, The magnetic field noise included in the detection result of the Hall IC 30 can be canceled. As a result, it is possible to reliably suppress the torque detection result from being affected by magnetic field noise.

また、補正用磁気センサとして補正用ホールＩＣ４４を含用いることにより、エアギャップ２９に配置されるホールＩＣ３０と同様のホールＩＣを補正用磁気センサとして用いることができ、部品を共通化できる。
さらに、軸方向Ｘ１に関して、補正用ホールＩＣ４４とホールＩＣ３０の位置を互いに等しくしている。これにより、ホールＩＣ３０によって検出される磁界ノイズの値と、補正用ホールＩＣ４４によって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。その結果、トルクセンサ１７の近傍に配置されたリレー回路やスピーカー等の電気機器から受ける磁界ノイズが、補正用ホールＩＣ４４およびホールＩＣ３０に均等に作用する。 In addition, by including the correction Hall IC 44 as the correction magnetic sensor, a Hall IC similar to the Hall IC 30 disposed in the air gap 29 can be used as the correction magnetic sensor, and components can be shared.
Further, with respect to the axial direction X1, the positions of the correction Hall IC 44 and the Hall IC 30 are made equal to each other. Thereby, the value of the magnetic field noise detected by the Hall IC 30 can be made closer to the value of the magnetic field noise detected by the correction Hall IC 44. As a result, magnetic field noise received from electrical devices such as a relay circuit and a speaker arranged in the vicinity of the torque sensor 17 acts equally on the correction Hall IC 44 and Hall IC 30.

また、周方向Ｒ１に関して、補正用ホールＩＣ４４とホールＩＣ３０の位置を互いに等しくしている。これにより、ホールＩＣ３０によって検出される磁界ノイズの値と、補正用ホールＩＣ４４によって検出される磁界ノイズの値とをより近づけることができる。
さらに、ＥＣＵ１８において、補正用ホールＩＣ４４の出力に基づく補正値Ａ１をホールＩＣ３０の出力Ｅ１から減算（Ｅ１−Ａ１）することにより、ホールＩＣ３０の出力Ｅ１を補正している。このように、減算という簡易な処理によってホールＩＣ３０の出力を補正できる。 Further, the positions of the correction Hall IC 44 and the Hall IC 30 are equal to each other in the circumferential direction R1. Thereby, the value of the magnetic field noise detected by the Hall IC 30 can be made closer to the value of the magnetic field noise detected by the correction Hall IC 44.
Further, the ECU 18 corrects the output E1 of the Hall IC 30 by subtracting the correction value A1 based on the output of the correction Hall IC 44 from the output E1 of the Hall IC 30 (E1-A1). Thus, the output of the Hall IC 30 can be corrected by a simple process called subtraction.

また、上記補正値Ａ１は、補正用ホールＩＣ４４の出力Ｂ１に集磁リング２７，２８の比透磁率μｓの逆数１／μｓを乗じた値としている。これにより、集磁リング２７，２８を磁界ノイズが通過したことによるエアギャップ２９の磁束密度の変化を、補正値として用いることができる。
なお、本実施の形態において、アッセンブリ３５に補正用ホールＩＣ４４を設けず、代わりに、補正用ホールＩＣ４４を合成樹脂部材でモールドした補正用ホールＩＣアッセンブリを設け、補正用ホールＩＣアッセンブリをアッセンブリ３５とは別途、センサハウジング３６に固定してもよい。 The correction value A1 is a value obtained by multiplying the output B1 of the correction Hall IC 44 by the reciprocal 1 / μs of the relative permeability μs of the magnetism collecting rings 27 and 28. Thereby, a change in the magnetic flux density of the air gap 29 due to the passage of magnetic field noise through the magnetic flux collecting rings 27 and 28 can be used as a correction value.
In this embodiment, the correction Hall IC 44 is not provided in the assembly 35, but instead, a correction Hall IC assembly in which the correction Hall IC 44 is molded with a synthetic resin member is provided, and the correction Hall IC assembly is connected to the assembly 35. May be separately fixed to the sensor housing 36.

また、補正係数を、予め用意したマップに基づいて決定してもよい。この場合、マップは、所定の実験を行うこと等に基づいて設定され、ＥＣＵ１８のＲＯＭに格納される。
さらに、ホールＩＣ３０と補正用ホールＩＣ４４とは、軸方向Ｘ１の位置が互いに異なっていてもよいし、周方向Ｒ１の位置が互いに異なっていてもよい。
また、補正係数は集磁リング２７，２８の比透磁率だけでなく、形状やギャップによって決まる関数に基づいて決定してもよい。 Further, the correction coefficient may be determined based on a map prepared in advance. In this case, the map is set based on performing a predetermined experiment or the like, and is stored in the ROM of the ECU 18.
Further, the Hall IC 30 and the correction Hall IC 44 may have different positions in the axial direction X1, and may have different positions in the circumferential direction R1.
Further, the correction coefficient may be determined based not only on the relative permeability of the magnetism collecting rings 27 and 28 but also on a function determined by the shape and the gap.

図５は、本発明の別の実施の形態の要部の模式図である。なお、以下では、図１〜図４に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成については図に同様の符号を付してその説明を省略する。
図５を参照して、本実施の形態では、補正用磁気センサとして、一対の補正用ホールＩＣを用いている。具体的には、第１の補正用磁気センサとしての第１の補正用ホールＩＣ４４ａと、第２の補正用磁気センサとしての第２の補正用ホールＩＣ４４ｂｂとが備えられている。 FIG. 5 is a schematic diagram of a main part of another embodiment of the present invention. In the following, differences from the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 will be mainly described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
Referring to FIG. 5, in the present embodiment, a pair of correction Hall ICs is used as the correction magnetic sensor. Specifically, a first correction Hall IC 44a as a first correction magnetic sensor and a second correction Hall IC 44bb as a second correction magnetic sensor are provided.

これら第１および第２の補正用ホールＩＣ４４ａ，４４ｂは、ホールＩＣ３０を挟んだ両側に配置されている。第１の補正用ホールＩＣ４４ａ、第２の補正用ホールＩＣ４４ｂおよびホールＩＣ３０は、軸方向Ｘ１（紙面に直交する方向）に関する位置が揃えられ、且つ、互いに一直線上に配置されている。
軸方向Ｘ１に沿ってみて、第１の補正用ホールＩＣ４４ａの図心、第２の補正用ホールＩＣ４４ｂの図心、およびホールＩＣ３０の図心のそれぞれを通る直線ＬＡが、集磁リング２７の軸線ＭＡを通っている。 The first and second correction Hall ICs 44a and 44b are disposed on both sides of the Hall IC 30. The first correction Hall IC 44a, the second correction Hall IC 44b, and the Hall IC 30 are aligned with respect to the axial direction X1 (the direction orthogonal to the paper surface) and are arranged on a straight line.
Along the axial direction X1, a straight line LA passing through the centroid of the first correction Hall IC 44a, the centroid of the second correction Hall IC 44b, and the centroid of the Hall IC 30 is the axis of the magnetism collecting ring 27. Passing through MA.

第１の補正用ホールＩＣ４４ａの図心と、ホールＩＣ３０の図心とは、所定の距離ｄ１を持って互いに離隔している。第２の補正用ホールＩＣ４４ｂの図心と、ホールＩＣ３０の図心とは、所定の距離ｄ２を持って互いに離隔している。
第１の補正用ホールＩＣ４４ａの出力Ｃ１および第２の補正用ホールＩＣ４４ｂの出力Ｃ２は、それぞれ、ＥＣＵ１８の出力演算器４８に入力される。出力演算器４８は、補正用磁気センサとしての（第１および第２の補正用ホールＩＣ４４ａ，４４ｂ全体としての）出力Ｂ１を演算するものである。出力演算器４８において、出力Ｂ１は下記式を用いて演算される。 The centroid of the first correction Hall IC 44a and the centroid of the Hall IC 30 are separated from each other by a predetermined distance d1. The centroid of the second correction Hall IC 44b and the centroid of the Hall IC 30 are separated from each other by a predetermined distance d2.
The output C1 of the first correction hall IC 44a and the output C2 of the second correction hall IC 44b are respectively input to the output calculator 48 of the ECU 18. The output calculator 48 calculates an output B1 (as the whole of the first and second correction Hall ICs 44a and 44b) as the correction magnetic sensor. In the output calculator 48, the output B1 is calculated using the following equation.

Ｂ１＝（Ｃ２−Ｃ１）×ｄ１｛１／ｄ１＋ｄ２｝｝＋Ｃ１
出力演算器４８で演算された出力Ｂ１は、乗算器４５に出力される。
本実施の形態によれば、補正用磁気センサとして、２つの補正用ホールＩＣ４４ａ，４４ｂを用いることができ、磁界ノイズの値をより正確に求めることができる。
なお、図６に示すように、第１の補正用ホールＩＣ４４ａおよび第２の補正用ホールＩＣ４４ｂが、ホールＩＣ３０を周方向Ｒ１に挟むように、各ホールＩＣ３０，４４ａ，４４ｂを一直線上に並べてもよい。 B1 = (C2-C1) * d1 {1 / d1 + d2}} + C1
The output B1 calculated by the output calculator 48 is output to the multiplier 45.
According to the present embodiment, the two correction Hall ICs 44a and 44b can be used as the correction magnetic sensor, and the value of the magnetic field noise can be obtained more accurately.
As shown in FIG. 6, even if the first correction Hall IC 44a and the second correction Hall IC 44b align the Hall ICs 30, 44a, 44b in a straight line so that the Hall IC 30 is sandwiched in the circumferential direction R1. Good.

本発明は、以上の各実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、図７に示すように、一対のホールＩＣ３０，３０を用いてもよい。この場合、各ホールＩＣ３０，３０のそれぞれに対して、１または複数の補正用ホールＩＣ４４，４４（本実施の形態において、例えば１つの補正用ホールＩＣ４４）を用いることができる。このように、一対のホールＩＣ３０，３０を用いることにより、トルク検出精度を高めることができる。また、各ホールＩＣ３０，３０に対してそれぞれ補正用ホールＩＣ４４を用いるので、各ホールＩＣ３０に対応した磁界ノイズを検出できる。 The present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
For example, as shown in FIG. 7, a pair of Hall ICs 30 and 30 may be used. In this case, one or a plurality of correction Hall ICs 44 and 44 (for example, one correction Hall IC 44 in the present embodiment) can be used for each of the Hall ICs 30 and 30. Thus, the torque detection accuracy can be improved by using the pair of Hall ICs 30 and 30. Further, since the correction Hall IC 44 is used for each Hall IC 30, 30, magnetic field noise corresponding to each Hall IC 30 can be detected.

本発明の一実施の形態のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of an electric power steering device provided with a torque detection device of one embodiment of the present invention. トルクセンサの模式的な断面図である。It is a typical sectional view of a torque sensor. 磁気ヨークと多極磁石との関係を示す図であり、（Ａ）は、第１の操舵軸および第２の操舵軸にトルクが負荷されていない状態を示しており、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、第１の操舵軸および第２の操舵軸にトルクが負荷されている状態を示している。It is a figure which shows the relationship between a magnetic yoke and a multipolar magnet, (A) has shown the state by which the torque is not loaded to the 1st steering shaft and the 2nd steering shaft, (B), (C ) Shows a state in which torque is applied to the first steering shaft and the second steering shaft, respectively. 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 本発明の別の実施の形態の要部の模式図である。It is a schematic diagram of the principal part of another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施の形態の要部の模式図である。It is a schematic diagram of the principal part of another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施の形態の要部の模式図である。It is a schematic diagram of the principal part of another embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１４…第１の操舵軸（第１の軸）、１５…第２の操舵軸（第２の軸）、１６…トーションバー（連結軸）、１７…トルクセンサ（トルク検出装置）、１８…ＥＣＵ（トルク検出部）、２２…多極磁石、２３，２４…磁気ヨーク（一対の軟磁性体）、２７，２８…集磁リング、２９…エアギャップ、３０…ホールＩＣ、４４，４４ａ，４４ｂ…補正用ホールＩＣ（補正用磁気センサ）、Ａ１…補正値、Ｂ１…（補正用ホールＩＣの）出力、Ｃ１…（第１の補正用ホールＩＣの）出力、Ｃ２…（第２の補正用ホールＩＣの）出力、ｄ１…（第１の補正用ホールＩＣとホールＩＣとの）距離、ｄ２…（第２の補正用ホールＩＣとホールＩＣとの）距離、Ｅ１…（ホールＩＣの）出力、Ｒ１…周方向、Ｘ１…軸方向、μｓ…比透磁率、１／μｓ（補正係数）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... 1st steering axis (1st axis), 15 ... 2nd steering axis (2nd axis), 16 ... Torsion bar (connection axis), 17 ... Torque sensor (torque detection device), 18 ... ECU (Torque detector), 22 ... multipolar magnet, 23, 24 ... magnetic yoke (a pair of soft magnetic bodies), 27, 28 ... magnetic flux collecting ring, 29 ... air gap, 30 ... Hall IC, 44, 44a, 44b ... Correction Hall IC (correction magnetic sensor), A1... Correction value, B1... (Correction Hall IC) output, C1... (First correction Hall IC) output, C2. IC) output, d1 (distance between first correction Hall IC and Hall IC), d2 (distance between second correction Hall IC and Hall IC), E1 (output of Hall IC), R1 ... circumferential direction, X1 ... axial direction, μs ... relative permeability, 1 / µs (correction factor) number).

Claims

A first shaft and a second shaft that are coaxially coupled to each other via a coupling shaft;
A multipole magnet fixed to the first shaft;
A pair of soft magnetic bodies fixed to a second shaft and disposed in a magnetic field generated by the multipolar magnet to form a magnetic circuit;
A pair of magnetism-collecting rings that are magnetically coupled to each of the pair of soft magnetic bodies and that face each other with an air gap between them;
Hall IC that is disposed in the air gap and detects the density of magnetic flux generated in the air gap;
A correction magnetic sensor disposed at a position avoiding the air gap;
A torque detector that detects torque applied to the first shaft and the second shaft based on the output of the Hall IC and the output of the magnetic sensor for correction,
The torque detector has a function of correcting the output of the Hall IC based on the output of the magnetic sensor for correction.

The torque detection device according to claim 1, wherein the correction magnetic sensor includes a correction Hall IC.

3. The torque detection device according to claim 1, wherein positions of the correction magnetic sensor and the Hall IC are equal to each other with respect to the axial directions of the first axis and the second axis.

The torque detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein positions of the correction magnetic sensor and the Hall IC are made equal to each other with respect to a circumferential direction of the magnetism collecting ring.

5. The torque according to claim 1, wherein the torque detector corrects the output of the Hall IC by subtracting a correction value A <b> 1 based on the output of the magnetic sensor for correction from the output of the Hall IC. Detection device.

6. The torque detection device according to claim 5, wherein the correction value A1 is obtained by multiplying the output of the correction magnetic sensor by a correction coefficient, and the correction coefficient is a reciprocal of the relative permeability of the magnetism collecting ring.

The correction magnetic sensor according to claim 1, wherein the correction magnetic sensor includes a first correction magnetic sensor and a second correction magnetic sensor arranged on both sides of the Hall IC.
The first correction magnetic sensor, the second correction magnetic sensor, and the Hall IC are arranged such that the positions of the first axis and the second axis in the axial direction are equal to each other and are aligned.
The output B1 of the correction magnetic sensor is a torque detection device that is calculated using the following equation.
B1 = (C2-C1) × d1 {1 / (d1 + d2)} + C1
However, C1: Output of the first correction magnetic sensor
C2: Output of the second correction magnetic sensor
d1: Distance between first correction magnetic sensor and Hall IC
d2: distance between the second correction magnetic sensor and the Hall IC

In any one of Claims 1-7, a pair of Hall IC is provided as said Hall IC,
A torque detector provided with one or a plurality of correction magnetic sensors for each Hall IC.