运算处理装置、扭矩传感器及动力转向装置的制作方法

本发明涉及基于来自传感器元件的输出信号运算扭矩值的运算处理装置、扭矩传感器及动力转向装置。

背景技术：

在车辆用的动力转向装置等中，使用扭矩传感器，该扭矩传感器在扭力杆的两端设置多极磁铁，由磁传感器检测与这些多极磁铁的旋转位移对应的磁通，根据所检测的磁通运算扭力杆上产生的扭转角(相对的扭转角度)，根据该扭转角检测扭矩值。基于由该扭矩传感器检测的扭矩值驱动电动机或油压装置来辅助方向盘的操纵力，由此驾驶者能够以小的操纵力进行操纵。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－44683号公报

技术实现要素：

在专利文献1所记载的扭矩传感器中，与可以与输入轴同步旋转地安装于该输入轴的第一多极环形磁铁相对应地设置有第一旋转角度传感器，且与可以与输出轴同步旋转地安装于该输出轴的第二多极环形磁铁相对应地设置有第二旋转角度传感器。于是，基于从第一旋转角度传感器输出的传感器信号算出输入轴的旋转角度，且基于从第二旋转角度传感器输出的信号算出输出轴的旋转角度，通过它们的差分的运算算出相对角度(输入轴和输出轴的扭转角度)△θ。于是，基于相对角度△θ，算出操纵扭矩。

从第一旋转角度传感器及第二旋转角度传感器分别输出的传感器信号包含表示输入轴(第一多极环形磁铁)及输出轴(第二多极环形磁铁)各自的旋转角度的正弦波信号(sin信号)和余弦波信号(cos信号)，各旋转角度通过利用了正弦波信号和余弦波信号的反正切运算(atan运算)算出。即，需要根据通过第一旋转角度传感器输出的传感器信号(sin信号及cos信号)运算反正切(atan)而求出输入轴的旋转角度，并且根据通过第二旋转角度传感器输出的传感器信号(sin信号及cos信号)也同样运算反正切(atan)而求出输出轴的旋转角度。因此，存在反正切运算处理所需的运算处理电路的电路规模增大，且包含运算处理电路的角度检测装置的消耗电力增大等的问题。另外，因为反正切(atan)运算耗费大量的时钟数，所以也存在运算处理电路的运算处理时间变长等的问题。

鉴于上述技术问题，本发明的目的在于，提供能够短时间地运算配置于同轴上的两个旋转轴的相对角度(扭转角度)，且能够减小进行该运算处理的运算处理电路的消耗电力的运算处理装置、具备该运算处理装置的扭矩传感器及具备该扭矩传感器的转向装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种运算处理装置，其特征在于，其是使用第一输出信号和第二输出信号算出产生于经由扭力杆连结且配置于同轴上的第一旋转轴及第二旋转轴的扭矩的运算处理装置，所述第一输出信号包含伴随着所述第一旋转轴的旋转而从第一磁传感器元件输出的第一正弦波信号及第一余弦波信号，所述第二输出信号包含伴随着所述第二旋转轴的旋转而从第二磁传感器元件输出的第二正弦波信号及第二余弦波信号，具备：相位差运算部，其根据所述第一输出信号及所述第二输出信号，基于下述式(1)算出所述第一旋转轴及所述第二旋转轴的相对的相位差；扭矩运算部，其根据基于与由所述相位差运算部算出的所述相对的相位差之间的相关关系求出的作为所述第一旋转轴及所述第二旋转轴的旋转角度的差分表示的相对的扭转角度，算出所述扭矩，

[数1]

式(1)中，cpd表示“相对的相位差”，ss1表示“第一正弦波信号”，sc1表示“第一余弦波信号”，ss2表示“第二正弦波信号”，sc2表示“第二余弦波信号”。

本说明书中，“正弦波信号”中，除由理想的正弦波的波形表示的信号之外，还包含由极其接近该理想的正弦波的波形的波形(变形率：30％以内)表示的信号(大致正弦波信号)。另外，在本说明书中，“余弦波信号”中，除由理想的余弦波的波形表示的信号之外，还包含由极其接近该理想的余弦波的波形的波形(变形率：30％以内)表示的信号(大致余弦波信号)。此外，变形率可使用通过傅立叶解析等方法分离信号的理想的成分和变形成分而能够进行评价的变形率测定装置等进行测定。另外，正弦波信号和余弦波信号是容许它们的相位差在90deg±20deg的范围内左右偏移的意思。

所述运算处理装置还具备预先存储所述相对的扭转角度和所述相对的相位差的相关关系的存储部，所述扭矩运算部能够根据基于由所述相位差运算部算出的所述相对的相位差和存储于所述存储部的所述相关关系求出的所述相对的扭转角度而算出所述扭矩，所述相对的扭转角度只要为10°以下即可。

本发明提供一种扭矩传感器，其特征在于，具备：上述运算处理装置、设置于所述第一旋转轴且与所述第一旋转轴一体地旋转的第一磁场产生部、设置于所述第二旋转轴且与所述第二旋转轴一体地旋转的第二磁场产生部、具有所述第一磁传感器元件及所述第二磁传感器元件的磁传感器部，所述第一磁场产生部及所述第二磁场产生部是在周向上交替排列有不同的磁极而成的多极磁铁，所述第一磁传感器元件根据由所述第一磁场产生部产生的磁场输出所述第一输出信号，所述第二磁传感器元件根据由所述第二磁场产生部产生的磁场输出所述第二输出信号。

在所述扭矩传感器中，所述第一磁传感器元件及所述第二磁传感器元件只要分别是tmr元件、gmr元件、amr元件或霍尔元件即可。

本发明提供一种转向装置，其特征在于，具备：动力产生部，其对转向的操纵机构赋予动力而辅助所述转向的操纵力；所述扭矩传感器；控制部，其根据由所述扭矩传感器检测到的所述扭矩驱动所述动力产生部。

根据本发明，能够提供可以短时间地运算配置于同轴上的两个旋转轴的相对角度(扭转角度)，且能够减小进行该运算处理的运算处理电路的消耗电力的运算处理装置、具备该运算处理装置的扭矩传感器及具备该扭矩传感器的转向装置。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的扭矩传感器的概略结构的立体图。

图2是表示本发明的一个实施方式的磁检测装置的概略结构的框图。

图3是概略性表示本发明的一个实施方式的第1－1惠斯通电桥电路的电路结构的电路图。

图4是概略性表示本发明的一个实施方式的第1－2惠斯通电桥电路的电路结构的电路图。

图5是概略性表示本发明的一个实施方式的第2－1惠斯通电桥电路的电路结构的电路图。

图6是概略性表示本发明的一个实施方式的第2－2惠斯通电桥电路的电路结构的电路图。

图7是表示作为本发明的一个实施方式的磁检测元件的mr元件的概略结构的立体图。

图8是表示作为本发明的一个实施方式的磁检测元件的mr元件的概略结构的剖视图。

图9是表示具备本发明的一个实施方式所涉及的扭矩传感器的电动动力转向装置的结构的概略图。

符号的说明

1…扭矩传感器

2a…第一多极磁铁(第一磁场产生部)

2b…第二多极磁铁(第二磁场产生部)

3…磁检测装置

3a…第一磁检测装置

31a…第一磁传感器部

3b…第二磁检测装置

31b…第二磁传感器部

3c…运算处理部(运算处理装置)

31c…相位差运算部

32c…扭矩运算部

100…电动动力转向装置

102a…输入轴(第一旋转轴)

102b…输出轴(第二旋转轴)

102c…扭力杆

113…电动机(动力产生部)

114…eps控制单元(控制部)。

具体实施方式

参照附图详细地说明本发明的实施方式。图1是表示本实施方式所涉及的扭矩传感器的概略结构的立体图，图2是表示本实施方式的磁检测装置的概略结构的框图，图3～6是概略性表示本实施方式的第1－1惠斯通电桥电路、第1－2惠斯通电桥电路、第2－1惠斯通电桥电路及第2－2惠斯通电桥电路的电路结构的电路图，图7及图8是表示作为本实施方式的磁检测元件的mr元件的概略结构的立体图及剖视图。此外，在本实施方式中，以用于车辆的电动动力转向装置的扭矩传感器为例进行说明。

本实施方式所涉及的扭矩传感器1具备设置于与方向盘101连续的输入轴102a的一端部(输出轴102b侧的一端部)而成的第一多极磁铁2a、设置于经由扭力杆102c与输入轴102a连续的输出轴102b的一端部(输入轴102a侧的一端部)而成的第二多极磁铁2b、包含与第一多极磁铁2a相对配置的第一磁检测装置3a及与第二多极磁铁2b相对配置的第二磁检测装置3b的磁检测装置3。

第一多极磁铁2a及第二多极磁铁2b以旋转轴ra为中心可旋转地设置于输入轴102a的一端部及输出轴102b的一端部，以旋转轴ra为中心进行旋转，以与输入轴102a及输出轴102b的旋转连动。

第一多极磁铁2a及第二多极磁铁2b包含多个n极及s极的一对极，n极及s极相互交替地呈放射状(环状)排列。第一多极磁铁2a及第二多极磁铁2b基于各自具有的磁化产生磁场。在本实施方式中，第一多极磁铁2a和第二多极磁铁2b的极数为15极，但第一多极磁铁2a及第二多极磁铁2b的极数不限于此。

第一磁检测装置3a以与第一多极磁铁2a相对的方式配置，检测由第一多极磁铁2a产生的磁场。第二磁检测装置3b以与第二多极磁铁2b相对的方式配置，检测由第二多极磁铁2b产生的磁场。如后面所述，本实施方式所涉及的扭矩传感器1能够基于第一磁检测装置3a及第二磁检测装置3b各自的输出而求出扭矩。

磁检测装置3具有第一磁检测装置3a、第二磁检测装置3b、运算处理部3c。第一磁检测装置3a包含基于伴随着第一多极磁铁2a的旋转的磁场的变化而输出传感器信号的第一磁传感器部31a。第二磁检测装置3b包含基于伴随着第二多极磁铁2b的旋转的磁场的变化而输出传感器信号的第二磁传感器部31b。

第一磁传感器部31a及第二磁传感器部31b分别包含至少一个磁检测元件，也可以包含串联连接的一对磁检测元件。该情况下，第一磁传感器部31a具有包含串联连接的第一磁检测元件对及第二磁检测元件对的第1－1惠斯通电桥电路311a及第1－2惠斯通电桥电路312a，第二磁传感器部31b具有包含串联连接的第一磁检测元件对及第二磁检测元件对的第2－1惠斯通电桥电路311b及第2－2惠斯通电桥电路312b。此外，第一磁传感器部31a及第二磁传感器部31b也可以具有代替第1－1惠斯通电桥电路311a、第1－2惠斯通电桥电路312a、第2－1惠斯通电桥电路311b及第2－2惠斯通电桥电路312b的各个而仅包含第一磁检测元件对，且不包含第二磁检测元件对的半桥电路。

如图3所示，第一磁传感器部31a具有的第1－1惠斯通电桥电路311a包含电源端口v11、接地端口g11、两个输出端口e111、e112、串联连接的第一一对磁检测元件r111、r112、串联连接的第二一对磁检测元件r113、r114。磁检测元件r111、r113的各一端与电源端口v11连接。磁检测元件r111的另一端与磁检测元件r112的一端和输出端口e111连接。磁检测元件r113的另一端与磁检测元件r114的一端和输出端口e112连接。磁检测元件r112、r114的各另一端与接地端口g11连接。对电源端口v11施加规定大小的电源电压，接地端口g11与地线连接。

如图4所示，第一磁传感器部31a具有的第1－2惠斯通电桥电路312a具有与第1－1惠斯通电桥电路311a同样的结构，包含电源端口v12、接地端口g12、两个输出端口e121、e122、串联连接的第一一对磁检测元件r121、r122、串联连接的第二一对磁检测元件r123、r124。磁检测元件r121、r123的各一端与电源端口v12连接。磁检测元件r121的另一端与磁检测元件r122的一端和输出端口e121连接。磁检测元件r123的另一端与磁检测元件r124的一端和输出端口e122连接。磁检测元件r122、r124的各另一端与接地端口g12连接。对电源端口v12施加规定大小的电源电压，接地端口gl2与地线连接。

如图5所示，第二磁传感器部31b具有的第2－1惠斯通电桥电路311b具有与第1－1惠斯通电桥电路311a相同的结构，包含电源端口v21、接地端口g21、两个输出端口e211、e212、串联连接的第一一对磁检测元件r211、r212、串联连接的第二一对磁检测元件r213、r214。磁检测元件r211、r213的各一端与电源端口v21连接。磁检测元件r211的另一端与磁检测元件r212的一端和输出端口e211连接。磁检测元件r213的另一端与磁检测元件r214的一端和输出端口e212连接。磁检测元件r212、r214的各另一端与接地端口g21连接。对电源端口v21施加规定大小的电源电压，接地端口g21与地线连接。

如图6所示，第二磁传感器部31b具有的第2－2惠斯通电桥电路312b具有与第2－1惠斯通电桥电路311b相同的结构，包含电源端口v22、接地端口g22、两个输出端口e221、e222、串联连接的第一一对磁检测元件r221、r222、串联连接的第二一对磁检测元件r223、r224。磁检测元件r221、r223的各一端与电源端口v22连接。磁检测元件r221的另一端与磁检测元件r222的一端和输出端口e221连接。磁检测元件r223的另一端与磁检测元件r224的一端和输出端口e222连接。磁检测元件r222、r224的各另一端与接地端口g22连接。对电源端口v22施加规定大小的电源电压，接地端口g22与地线连接。

在本实施方式中，作为第1－1惠斯通电桥电路311a、第1－2惠斯通电桥电路312a、第2－1惠斯通电桥电路311b及第2－2惠斯通电桥电路312b所包含的所有的磁检测元件r111～r124、r211～r224，可以使用tmr元件、gmr元件、amr元件等mr元件、或霍尔元件等磁检测元件，特别优选使用tmr元件。tmr元件、gmr元件具有磁化方向被固定的磁化固定层、磁化方向根据施加的磁场的方向变化的自由层、碰撞与磁化固定层及自由层之间的非磁性层。

具体而言，如图7所示，mr元件具有多个下部电极41、多个mr膜50、多个上部电极42。多个下部电极41设置于基板(未图示)上。各下部电极41具有细长的形状。在下部电极41的长边方向上相邻的两个下部电极41之间形成有间隙。在下部电极41的上表面上的、长边方向的两端附近分别设置有mr膜50。如图8所示，mr膜50为俯视大致圆形状，包含从下部电极41侧起依次层叠的自由层51、非磁性层52、磁化固定层53及反铁磁性层54。自由层51与下部电极41电连接。反铁磁性层54由反铁磁性材料构成，通过在与磁化固定层53之间产生交换耦合，实现固定磁化固定层53的磁化的方向的作用。多个上部电极42设置于多个mr膜50上。各上部电极42具有细长的形状，配置于在下部电极41的长边方向上相邻的两个下部电极41上，将相邻的两个mr膜50的反铁磁性层54彼此电连接。此外、mr膜50也可以具有从上部电极42侧起依次层叠自由层51、非磁性层52、磁化固定层53及反铁磁性层54而成的结构。另外，通过将磁化固定层53设为作为铁磁性层/非磁性中间层/铁磁性层的层叠铁结构(ferristructure)且将两铁磁性层反铁磁性地结合的所谓自钉扎型的固定层(syntheticferripinned层、sfp层)，也可以省略反铁磁性层54。

在tmr元件中，非磁性层52是隧道势垒层。在gmr元件中，非磁性层52是非磁性导电层。在tmr元件、gmr元件中，根据自由层51的磁化的方向相对于磁化固定层53的磁化的方向所成的角度而电阻值变化，在该角度为0°(相互的磁化方向平行)时，电阻值最小，在180°(相互的磁化方向反向平行)时，电阻值最大。

在图3～6中，在磁检测元件r111～r124、r211～r224是tmr元件或gmr元件的情况下，由涂满箭头表示其磁化固定层53的磁化方向。第一磁传感器部31a的第1－1惠斯通电桥电路311a中，磁检测元件r111～r114的磁化固定层53的磁化方向与第一方向d1平行，磁检测元件r111、r114的磁化固定层53的磁化方向和磁检测元件r112、r113的磁化固定层53的磁化方向为相互反向平行方向。另外，第1－2惠斯通电桥电路312a中，磁检测元件r121～r124的磁化固定层53的磁化的方向与和第一方向d1正交的第二方向d2平行，磁检测元件r121、r124的磁化固定层53的磁化方向和磁检测元件r122、r123的磁化固定层53的磁化方向为相互反向平行。

第二磁传感器部31b的第2－1惠斯通电桥电路311b中，磁检测元件r211～r214的磁化固定层53的磁化方向与第一方向d1平行，磁检测元件r211、r214的磁化固定层53的磁化方向和磁检测元件r212、r213的磁化固定层53的磁化方向为相互反向平行方向。另外，第2－2惠斯通电桥电路312b中，磁检测元件r221～r224的磁化固定层53的磁化的方向与和第一方向d1正交的第二方向d2平行，磁检测元件r221、r224的磁化固定层53的磁化方向和磁检测元件r222、r223的磁化固定层53的磁化方向为相互反向平行。

第一磁传感器部31a及第二磁传感器部31b中，根据伴随着输入轴102a及输出轴102b的旋转的磁场的方向的变化，输出端口e111、e112、e121、e122及输出端口e211、e212、e221、e222的电位差发生变化，输出作为表示磁场强度的信号的第1－1传感器信号s1－1、第1－2传感器信号s1－2、第2－1传感器信号s2－1及第2－2传感器信号s2－2。

差分检测器331a、332a将与输出端口e111、e112的电位差对应的信号作为第1－1传感器信号s1－1输出到第一运算部32a及第二运算部32b。差分检测器331b、332b将与输出端口e121、el22的电位差对应的信号作为第1－2传感器信号s1－2输出到第一运算部32a及第二运算部32b。差分检测器331b将与输出端口e211、e212的电位差对应的信号作为第2－1传感器信号s2－1输出到运算处理部3c。差分检测器332b将与输出端口e221、e222的电位差对应的信号作为第2－2传感器信号s2－2输出到运算处理部3c。

如图3及图4所示，第1－1惠斯通电桥电路311a中的磁检测元件r111～r114的磁化固定层53的磁化方向和第1－2惠斯通电桥电路312a中的磁检测元件r121～r124的磁化固定层53的磁化方向相互正交。该情况下，第1－1传感器信号s1－1的波形成为依赖于第一多极磁铁2a的旋转角度θ1的余弦(cosine)波形，第1－2传感器信号s1－2的波形成为依赖于第一多极磁铁2a的旋转角度θ1的正弦(sine)波形。即，第1－1传感器信号s1－1可以称为第一cos信号，第1－2传感器信号s1－2可以称为第一sin信号。

如图5及图6所示，第2－1惠斯通电桥电路311b中的磁检测元件r211～r214的磁化固定层53的磁化方向和第2－2惠斯通电桥电路312b中的磁检测元件r221～r224的磁化固定层53的磁化方向相互正交。该情况下，第2－1传感器信号s2－1的波形成为依赖于第二多极磁铁2b的旋转角度θ2的余弦(cosine)波形，第2－2传感器信号s2－2的波形成为依赖于第二多极磁铁2b的旋转角度θ2的正弦(sine)波形。即，第2－1传感器信号s2－1可以称为第二cos信号，第2－2传感器信号s2－2可以称为第二sin信号。

运算处理部3c具有根据从第一磁传感器部31a输出的第一cos信号(cosθ1)及第一sin信号(sinθ1)和从第二磁传感器部31b输出的第二cos信号(cosθ2)及第二sin信号(sinθ2)，基于下述式(1)算出输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd的相位差运算部31c；和基于相对的相位差cpd算出产生于输入轴102a及输出轴102b的扭矩的扭矩运算部32c。

[数2]

式(1)中，cpd表示“相对的相位差”，ss1表示“第一sin信号”，sc1表示“第一cos信号”，ss2表示“第二sin信号”，sc2表示“第二cos信号”。

在此，输入轴102a及输出轴102b各自的相位(旋转角度)pin、pout由下述式(2)及(3)表示。

[数3]

式(2)及(3)中，pin表示“输入轴102a的相位”，pout表示“输出轴102b的相位”，ss1表示“第一sin信号”，sc1表示“第一cos信号”，ss2表示“第二sin信号”，sc2表示“第二cos信号”。

在输入轴102a及输出轴102b的相对的扭转角度△θ为0(零)的情况下，由式(1)表示的输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd也为0(零)。该情况下，在输入轴102a及输出轴102b上不产生扭矩。另一方面，在输入轴102a及输出轴102b的相对的扭转角度△θ不为0(零)的情况下，输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd由下述式(4)表示。

[数4]

在此，在输入轴102a及输出轴102b的相对的扭转角度△θ充分小时(例如△θ为10°以下时、优选为5°以下时)，sinθ1可以近似于θ1，因此，输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd和相对的扭转角度△θ具有上述式(4)所示的规定的相关关系。

因此，通过相位差运算部31c，根据从第一磁传感器部31a输出的第一cos信号(cosθ1)及第一sin信号(sinθ1)和从第二磁传感器部31b输出的第二cos信号(cosθ2)及第二sin信号(sinθ2)，算出输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd，由此，可基于输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd和相对的扭转角度△θ之间的相关关系(式(4))求出相对的扭转角度△θ。于是，可基于该相对的扭转角度△θ，通过扭矩运算部32c算出在输入轴102a及输出轴102b上产生的扭矩。此外，相对的扭转角度△θ也可以通过预先准备表示相对的相位差cpd和相对的扭转角度△θ之间的相关关系的表等并参照该表而求出。

扭矩运算部32c基于根据上述相关关系(式(4))求出的相对的扭转角度△θ，算出在输入轴102a及输出轴102b上产生的扭矩。即，如果得到经由扭力杆102c连结的输入轴102a及输出轴102b的相对的扭转角度△θ，则可以使用扭力杆102c的截面极惯性矩、横向弹性模量、长度、直径等并通过众所周知的运算方法运算扭矩。

此外，运算处理部3c也可以与相位差运算部31c及扭矩运算部32c一起还具有未图示的存储部。该存储部存储由扭矩运算部32c算出的产生于输入轴102a及输出轴102b的扭矩、表示输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd和相对的扭转角度△θ之间的相关关系的表等。运算处理部3c可以由可实现相对的相位差cpd、相对的扭转角度△θ及扭矩的运算处理的例如微型计算机、asic(applicationspecificintegratedcircuit(专用集成电路))等构成。

在具有上述结构的扭矩传感器1中，当伴随着输入轴102a及输出轴102b的旋转而第一多极磁铁2a及第二多极磁铁2b旋转时，第一多极磁铁2a及第二多极磁铁2b的磁场发生变化。根据该磁场的变化，第一磁传感器部31a及第二磁传感器部31b的磁检测元件r111～r124、r211～r224的电阻值发生变化，根据各个输出端口e111、e112、e121、e122、e211、e212、e221、e222的电位差，输出第一cos信号(cosθ1)及第一sin信号(sinθ1)和第二cos信号(cosθ2)及第二sin信号(sinθ2)。于是，通过相位差运算部31c运算输入轴102a及输出轴102b的相对的相位差cpd，基于根据与相对的相位差cpd的相关关系求出的相对的扭转角度△θ，通过扭矩运算部32c算出扭矩。

这样，根据本实施方式所涉及的扭矩传感器1，能够不进行基于运算处理部3c的反正切(atan)运算处理而算出扭矩，因此，无需增大运算处理电路的电路规模，能够减小扭矩传感器1的消耗电力。另外，无需进行耗费大量的时钟数的反正切(atan)运算处理，所以能够极短时间地算出扭矩。

接着，对使用了本实施方式所涉及的旋转角度检测装置的电动动力转向装置的结构进行说明。图9是使用了本实施方式所涉及的扭矩传感器的电动动力转向装置的概略结构图。

电动动力转向(electricpower-assistedsteering)装置100具备方向盘101、转向轴102、本实施方式所涉及的扭矩传感器1、第一万向节103、下轴104、第二万向节105、小齿轮轴106、转向齿轮107、拉杆108、关节臂109。关节臂109安装于车辆的前轮110r、110l的各个。

驾驶者操纵方向盘101的操纵力传递到转向轴102。转向轴102具有输入轴102a和输出轴102b。输入轴102a的一端与方向盘101连结，另一端经由扭矩传感器1而与输出轴102b的一端连结。因此，传递到转向轴102的输出轴102b的操纵力经由第一万向节103而传递到下轴104，且经由第二万向节105而传递到小齿轮轴106。传递到小齿轮轴106的操纵力经由转向齿轮107而传递到拉杆108，传递到拉杆108的操纵力传递到关节臂10g，使前轮转向。

在转向轴102的输出轴102b，连结有将操纵辅助力向输出轴102b传递的操纵辅助机构111。操纵辅助机构111具备与输出轴102b连结的由蜗轮机构等构成的减速齿轮112、与减速齿轮112连结且产生操纵辅助力的电动机113、固定支承于电动机113的外壳的电动动力转向(eps)控制单元114。

由车辆的驾驶者操纵方向盘101，当将该操纵力传递到转向轴102时，输入轴102a向与操纵方向对应的方向旋转。伴随着该旋转，扭力杆102c的输入轴102a侧的端部旋转，设置于扭力杆102c的输入端的第一多极磁铁2a旋转。根据伴随着第一多极磁铁2a的旋转的磁场的变化，第一磁传感器部31a的磁检测元件r111～r124的电阻值变化，根据各个输出端口e111、e112、e121、e122的电位差将第一cos信号(cose、)及第一sin信号(sinθ1)输出到运算处理部3c。

另一方面，使输入轴102a旋转的操纵力经由扭力杆102c的扭转(弹性变形)而传递到输出轴102b侧的端部，输出轴102b旋转。即，输入轴102a及输出轴102b沿旋转方向相对位移。由此，设置于扭力杆102c的输出端的第二多极磁铁2b旋转。根据伴随着第二多极磁铁2b的旋转的磁场的变化，第二磁传感器部31b的磁检测元件r211～r224的电阻值变化，根据各个输出端口e211、e212、e221、e222的电位差将第二cos信号(cosθ2)及第二sin信号(sinθ2)输出到运算处理部3c。

运算处理部3c的相位差运算部31c根据第一cos信号(cosθ1)、第一sin信号(sinθ1)、第二cos信号(cosθ2)及第二sin信号(sinθ2)算出相对的相位差cpd，根据规定的相关关系算出相对的扭转角度△θ。然后，扭矩运算部32c基于相对的扭转角度△θ算出扭矩。通过扭矩运算部32c算出的扭矩输出到eps控制单元114，eps控制单元114基于来自扭矩运算部32c的扭矩值、来自车速传感器的车速、来自电动机的电动机旋转角度，算出电流指令值。于是，生成与该电流指令值对应的3相交流电流并向电流电动机供给，使电动机产生操纵辅助力。

在具有上述结构的电动动力转向装置100中，为了产生操纵辅助力所需的扭矩值通过本实施方式所涉及的扭矩传感器1算出。在该扭矩传感器1中，能够不进行运算处理部3c的反正切(atan)运算处理而算出扭矩值，能够以小的消耗电力极短时间地算出该扭矩值。因此，根据本实施方式的电动动力转向装置100，能够根据驾驶者所进行的方向盘101的操纵产生适宜的操纵辅助力。

以上所说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的实施方式，不是为了限定本发明而记载的实施方式。因此，上述实施方式中公开的各要素是也包含属于本发明的技术范围的所有的设计变更或等同物的意思。