的中間軸12、以及與中間軸12的下端部連接的小齒輪軸13。
[0030]轉(zhuǎn)向柱軸11具有輸入軸11A、輸出軸11B、以及扭桿11C。輸入軸IlA的上端部與方向盤2連接。輸入軸IlA和輸出軸IlB經(jīng)由扭桿IlC相對能夠旋轉(zhuǎn)地連結(jié)。扭桿IlC根據(jù)施加在輸入軸IlA以及輸出軸IlB的扭矩而扭轉(zhuǎn)。
[0031]中間軸12的上端部與輸出軸IlB的下端部連接。在小齒輪軸13上遍及小齒輪軸13的軸向的規(guī)定范圍形成有小齒輪齒13A。
[0032]轉(zhuǎn)向機構(gòu)14具有齒條軸15。在齒條軸15在齒條軸15的軸向上遍及規(guī)定范圍形成有齒條齒15A。上述齒條齒15A與上述小齒輪齒13A嚙合。齒條齒15A和小齒輪齒13A構(gòu)成齒條和小齒輪機構(gòu)16。齒條和小齒輪機構(gòu)16將小齒輪軸13的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為齒條軸15的軸向的往復(fù)運動。齒條軸15的兩端部經(jīng)由橫拉桿17等與轉(zhuǎn)向輪3連接。
[0033]根據(jù)上述的操舵機構(gòu)10以及轉(zhuǎn)向機構(gòu)14的結(jié)構(gòu)，在從駕駛員對方向盤2施加旋轉(zhuǎn)力時，小齒輪軸13經(jīng)由轉(zhuǎn)向柱軸11以及中間軸12旋轉(zhuǎn)。小齒輪軸13的旋轉(zhuǎn)運動通過齒條和小齒輪機構(gòu)16被轉(zhuǎn)換為齒條軸15的軸向的往復(fù)運動。齒條軸15的軸向的往復(fù)運動經(jīng)由橫拉桿17等使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向。
[0034]輔助裝置20具有輔助馬達21、減速機構(gòu)22、以及控制裝置100。減速機構(gòu)22與輔助馬達21以及輸出軸IlB連結(jié)，使輔助馬達21的旋轉(zhuǎn)減速并傳遞給輸出軸11B。輔助裝置20將輔助馬達21的旋轉(zhuǎn)扭矩作為輔助方向盤2的操舵的輔助扭矩而賦予給轉(zhuǎn)向柱軸11。
[0035]控制裝置100基于扭矩檢測裝置40輸出的與扭桿IlC的扭轉(zhuǎn)量對應(yīng)的輸出信號來計算與駕駛員的操舵對應(yīng)的操舵扭矩?？刂蒲b置100基于操舵扭矩來計算輔助駕駛員的操舵的輔助扭矩，并基于輔助扭矩來控制輔助馬達21的驅(qū)動。本發(fā)明中的扭矩檢測系統(tǒng)相當(dāng)于包括檢測扭矩的扭矩檢測裝置40、和計算操舵扭矩的控制裝置100的系統(tǒng)。
[0036]參照圖2，對扭矩檢測裝置40的簡要結(jié)構(gòu)進行說明。扭矩檢測裝置40具有永磁鐵41、軛單元50、集磁環(huán)61、以及傳感器IC70。
[0037]永磁鐵41形成為圓筒狀，在周向上N極和S極交替地被磁化。永磁鐵41被固定在輸入軸IlA的外周面上。軛單元50形成為圓筒狀。軛單元50與轉(zhuǎn)向柱軸11同軸地被配置在永磁鐵41的徑向的外側(cè)。軛單元50具有由軟磁性體的金屬構(gòu)成的第I磁軛51、第2磁軛52、以及保持各磁軛51、52的樹脂制的支座53有。
[0038]第I磁軛51具有形成為環(huán)狀的第I環(huán)部51A、以及在第I環(huán)部51A的周向上等間隔配置的多個第I齒51B。第I環(huán)部51A與轉(zhuǎn)向柱軸11同軸地配置。第I齒51B從第I環(huán)部51A的內(nèi)邊緣部(圖示略)沿著轉(zhuǎn)向柱軸11的軸向朝向第2磁軛52延伸。
[0039]第2磁軛52具有形成為環(huán)狀的第2環(huán)部52A、以及沿著第2環(huán)部52A的周向等間隔配置的多個第2齒52B。第2環(huán)部52A與轉(zhuǎn)向柱軸11同軸配置。第2齒52B從第2環(huán)部52A的內(nèi)邊緣部(圖示略)沿著轉(zhuǎn)向柱軸11的軸向朝向第I磁軛51延伸。
[0040]支座53以第I齒51B與第2齒52B相互不同地對置的方式保持第I磁軛51以及第2磁軛52。支座53被固定于輸出軸IlB的外周面。
[0041]各集磁環(huán)61由軟磁性體的金屬形成為環(huán)狀，并與轉(zhuǎn)向柱軸11同軸配置。各集磁環(huán)61分別被配置在第I磁軛51的第I環(huán)部51A以及第2磁軛52的第2環(huán)部52A的徑向的外側(cè)。各集磁環(huán)61具有2個傳感器對置部61A。2個集磁環(huán)61的2個傳感器對置部61A相互在軸向上隔開間隔對置。
[0042]接下來，對扭矩檢測裝置40的動作進行說明。在未對輸入軸IlA以及輸出軸IlB之間施加扭轉(zhuǎn)扭矩的狀態(tài)下，即，在扭桿IIC未扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，各磁軛51、52的各齒51B、52B的中心位置同永磁鐵41的N極與S極的邊界一致。此時，數(shù)目相同的磁力線(同量的磁通)從永磁鐵41的N極和S極出入各磁軛51、52的各齒51B、52B，不會從第I磁軛51的內(nèi)部和第2磁軛52的內(nèi)部漏出磁力線。因此，磁通不會泄漏到第I磁軛51與第2磁軛52之間，由傳感器IC70檢測的磁通密度為零。
[0043]另一方面，在對輸入軸IlA與輸出軸IlB之間施加扭轉(zhuǎn)扭矩的狀態(tài)下，即，在扭桿IlC扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，各磁軛51、52的各齒51B、52B的中心位置同永磁鐵41的N極與S極的邊界不一致。因此，在第I磁軛51以及第2磁軛52中，來自N極或者S極的磁力線增加。
[0044]此時，在第I磁軛51以及第2磁軛52的內(nèi)部，具有相互相反的極性的磁力線增加。因此，在第I磁軛51與第2磁軛52之間產(chǎn)生磁通以及磁通密度。第I磁軛51與第2磁軛52間的磁通密度大致與作為檢測對象的狀態(tài)量的扭桿IlC的扭轉(zhuǎn)量(扭轉(zhuǎn)角的絕對值)成比例，并且根據(jù)扭桿IlC的扭轉(zhuǎn)方向，而極性反轉(zhuǎn)。該磁通密度由傳感器IC70檢測，并作為輸出信號被獲取。
[0045]接下來，對傳感器IC70的電氣結(jié)構(gòu)進行說明。如圖3所示，傳感器IC70經(jīng)由供電線Wbl與控制裝置100的供電端子Tbl連接。另外，傳感器IC70經(jīng)由接地線Wgl與控制裝置100的接地端子Tgl連接。傳感器IC70將從控制裝置100的供電端子Tbl經(jīng)由供電線Wbl施加的電壓+Vcc作為工作電源。傳感器IC70將包括扭桿IIC (參照圖2)的扭轉(zhuǎn)角的信息的輸出信號S經(jīng)由接口 74輸出給控制裝置100。
[0046]傳感器IC70具備輸出輸出信號Sll的第I檢測裝置80、以及輸出輸出信號S12的第2檢測裝置80。各檢測裝置80具備霍爾元件81，該霍爾元件81輸出與被賦予的磁力的強度對應(yīng)的電壓。另外，檢測裝置80具備調(diào)節(jié)器82，其將傳感器IC70的電源電壓+Vcc調(diào)整為與檢測裝置80對應(yīng)的規(guī)定的電壓；和霍爾偏置電路83，其基于由調(diào)節(jié)器82生成的電壓對霍爾元件81施加偏壓。
[0047]在各檢測裝置80中，從霍爾元件81輸出的電壓信號被放大器84放大后，由處理裝置85從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0048]處理裝置85具有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(以下，稱為A/D轉(zhuǎn)換器)86以及信號生成裝置87。信號生成裝置87例如由DSP(Digital Signal Processor:數(shù)字信號處理器)構(gòu)成。
[0049]A/D轉(zhuǎn)換器86將來自放大器84的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。信號生成裝置87在數(shù)字信號生成時，進行對來自放大器84的模擬信號進行修正的信號處理。詳細而言，信號生成裝置87從設(shè)置在傳感器IC70中的非易失性的存儲器71讀取上述信號處理所需的信息。存儲器 71 例如由 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory:帶電可擦寫可編程只讀存儲器)構(gòu)成。在存儲器71中預(yù)先存儲有信號處理所需的各種信息。信號生成裝置87基于從存儲器71讀取的信息對通過A/D轉(zhuǎn)換器86轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字信號進行修正，生成輸出信號Sll、S12。此外，信號生成裝置87基于來自設(shè)置在傳感器IC70中的振蕩器72的時鐘信號來進行輸出信號Sll、S12的生成。具體而言，信號生成裝置87通過切換信號生成裝置8