JP2000283861A - トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクを検出するセンサ部の特性差によって
生じる操舵フィーリングのばらつきをなくすことができ
るトルク検出装置を実現する。 【解決手段】 センサ部を実車に組み付ける前に、セン
サ部のインダクタンスと基準インダクタンスとの差を、
センサ部の加工精度や磁性材料のばらつきなどによる個
体差としてＥＣＵ内のＥＥＰＲＯＭに格納しておく。そ
して、ＥＣＵ内のマイコンは、センサ部からＩ／Ｆ回路
部を介して取り込まれるトルク信号Ｔに対して、環境温
度、加工精度および組み付け誤差などによるセンサ部お
よびＩ／Ｆ回路部の特性のばらつきに対応する補正を行
う。このとき、トルク信号センサ部特性差補正３６にお
いてセンサ部の特性差に対応する補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ールの操作により発生する操舵トルクを検出するトルク
検出装置に関し、操舵トルクを電気モータの駆動力によ
ってアシストする電気式動力舵取装置に用いられるトル
ク検出装置として好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記電気式動力舵取装置に用いら
れるトルク検出装置として、たとえば図１９および図２
０に示すものが知られている。図１９は、上記電気式動
力舵取装置の操舵機構の構造を一部断面を含んで示す説
明図であり、図２０は、図１９に示す操舵機構に備えら
れたトルク検出装置の電気的構成をブロックで示す説明
図である。最初に、上記操舵機構の構造について図１９
を参照して説明する。操舵機構７０には、車両のステア
リングホイール（図示省略）に連結された中空のシャフ
ト７２が備えられており、シャフト７２の下部は、ハウ
ジング７３の上部７３ａに挿通されている。ハウジング
７３の下部７３ｂには、シャフト７４が挿通されてお
り、シャフト７４の下部には、ラックＲと噛み合うピニ
オンＰが取付けられている。また、ラックＲには、操舵
力をアシストする図示しないモータの回転トルクが伝達
するようになっている。

【０００３】シャフト７２の内部には、トーションバー
７５が収容されており、トーションバー７５の上端は、
ピン７６によってシャフト７２と結合されている。トー
ションバー７５の下端は、シャフト７４の凹部とスプラ
イン係合している。ハウジング７３の内部に位置するシ
ャフト７２の中間部には、磁性体材料で形成されたセン
サリング７７が設けられており、シャフト７４には、磁
性体材料で形成されたセンサリング７８が設けられてい
る。ハウジング７３の内部に位置するセンサリング７
７，７８の外周面と対向する箇所には、各センサリング
７７，７８と所定のギャップを隔ててセンサコイル７９
が設けられている。つまり、センサリング７７，７８
と、センサコイル７９と、センサリング７７，７８およ
びセンサコイル７９間のギャップとによってセンサ部７
１が構成されている。

【０００４】そして、上記構造の操舵機構７０では、ス
テアリングホイールの操作によりシャフト７２に操舵ト
ルクが伝わると、トーションバー７５がねじれることに
より、シャフト７２とシャフト７４との間で相対変位が
生じ、センサリング７７，７８のオーバラップ量が変位
し、センサコイル７９に発生するインダクタンスが変化
する。そのインダクタンスは、ハウジング７３に設けら
れたインターフェース回路部（以下、Ｉ／Ｆ回路部と称
する）８０によって検出され、トルク信号に変換されて
車両に備えられたマイクロコンピュータ（以下、マイコ
ンと称する）に出力される。

【０００５】次に、Ｉ／Ｆ回路部８０の動作について図
２０を参照して説明する。電源入力により供給される直
流電流は、フィルタ回路８２によって余分な高調波成分
が除去された後、レギュレータ回路８３によって基準電
圧に変換される。そして、発振回路８４は、レギュレー
タ回路８３から発生した基準電圧に基づいて正弦波信号
を発生し、この正弦波信号をセンサコイル７９に印加す
る。すると、センサコイル７９の両端には、センサコイ
ル７９のインダクタンスに比例した正弦波電圧が発生す
るため、その正弦波電圧のＡＣ成分をＤＣカット回路８
５によって取り出し、さらに検波回路８６によりＡＣ成
分の振幅を取り出すことで、その振幅に比例した直流電
圧を有する信号に変換され、加算回路８７に入力され
る。

【０００６】また、センサコイル７９の両端に発生した
正弦波電圧は、温度補償回路８８にも入力され、センサ
コイル７９のインダクタンスが温度の影響を受けてドリ
フトする量を示す温度ドリフト信号に変換される。そし
て、その温度ドリフト信号は加算回路８７に補償信号と
して入力され、加算回路８７では、検波回路８６から出
力された信号と、温度補償回路８８から出力された補償
信号との差を取り出し、温度ドリフト成分をキャンセル
したトルク成分のみのトルク成分信号をスケーリング回
路８９へ出力する。続いて、スケーリング回路８９では
トルク成分信号のゲインを変換し、このゲインの変換さ
れたトルク成分信号は出力アンプ回路９０によって増幅
された後、さらにトルク信号として図示しないマイコン
のＡ／Ｄ入力ポートへ出力される。

【０００７】そして、マイコンは入力されたトルク信号
の大きさに基づいて電気モータによるアシスト量を演算
し、その演算されたアシスト量に応じた駆動信号がモー
タ駆動回路から電気モータへ出力され、電気モータの回
転トルクがラックＲ（図１９）に伝達され、操舵トルク
がアシストされる。また、Ｉ／Ｆ回路部８０を構成する
スケーリング回路８９や出力アンプ回路９０などはアナ
ログ回路であるため、半導体素子の特性上のバラツキな
どによってトルク信号の出力に変動を生じ得る。そのよ
うな変動が生じると、マイコンによって演算されるアシ
スト量が変動し、ステアリング操作の違和感に結び付く
おそれがある。そこで、従来は、スケーリング回路８９
および出力アンプ回路９０にポテンショメータ８９ａ、
９０ａを設けることにより、各回路の出力を微調整でき
るようにし、上記違和感が発生しないようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、センサリング
７７，７８およびセンサコイル７９の機械的な加工精度
のばらつき、あるいは、材料の特性上のばらつきによ
り、検出するトルクがセンサ部７１ごとにばらつく場合
がある。つまり、従来は、センサ部７１に特性差が存在
するため、作用した操舵トルクが同じであってもマイコ
ンが演算するアシスト量が電気式動力舵取装置ごとに異
なる結果となり、同じ車種でも操舵フィーリングが異な
る可能性があった。

【０００９】そこで、本発明は、トルクを検出するセン
サ部の特性差によって生じる操舵フィーリングのばらつ
きをなくすことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】
上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３に記
載の発明では、操舵機構に接続されたステアリングホイ
ールの操作により発生する操舵トルクを検出するセンサ
部を備え、そのセンサ部の出力に基づいて前記操舵トル
クを演算し、その演算した操舵トルクに対応する駆動信
号によって電気モータを駆動し、その電気モータの駆動
力によって前記操舵トルクを補う電気式動力舵取装置を
機能させるために前記操舵トルクを検出するトルク検出
装置において、前記センサ部の特性差を示す特性差デー
タを記憶する特性差データ記憶手段と、前記操舵トルク
演算手段によって演算される操舵トルクに対して、前記
特性差データ記憶手段に記憶された特性差データに対応
する補正を行う補正手段と、が備えられたことを特徴と
するトルク検出装置という技術的手段を採用する。

【００１１】特性差データ記憶手段は、操舵機構に接続
されたステアリングホイールの操作により発生する操舵
トルクを検出するセンサ部の特性差を示す特性差データ
を記憶する。そして、補正手段は、上記センサ部の出力
に基づいて上記操舵トルクを演算する操舵トルク演算手
段によって演算される操舵トルクに対して、上記特性差
データ記憶手段に記憶された特性差データに対応する補
正を行う。したがって、上記演算される操舵トルクが、
センサ部の特性差によってばらつくのを解消できるた
め、同じ車種でも操舵フィーリングがばらつくという事
態をなくすことができる。

【００１２】たとえば、請求項２に記載するように、上
記センサ部に上記操舵トルクの変化に対応してインダク
タンスの変化する磁気回路が備えられている場合は、基
準となるインダクタンスとの差を示すインダクタンス差
を特性差データとして記憶しておく。そして、上記演算
される操舵トルクに対して、上記特性差データ記憶手段
に記憶されたインダクタンス差に対応する補正を行う。
これにより、上記演算される操舵トルクが、磁気回路の
インダクタンスのばらつきによってばらつくのを解消で
きるため、同じ車種でも操舵フィーリングがばらつくと
いう事態をなくすことができる。

【００１３】特に、請求項３に記載の発明では、特性差
データ記憶手段に記憶された特性差データを書き換える
書換え手段が備えられているため、たとえば、経年変化
などによってセンサ部の特性が変化し、その特性差が変
化した場合であっても、その特性差データを書き換える
ことができるため、演算された操舵トルクに対して、そ
の書き換えた特性差データに対応する補正を行うことが
できるので、経年変化によって同じ車種でも操舵フィー
リングがばらつくという事態をなくすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトルク検出装置の
実施形態について図を参照して説明する。図１は、操舵
機構の構造を一部断面を含んで示す説明図である。図２
（Ａ）は、図１に示す操舵機構を有する電気式動力舵取
装置の電気的構成をブロックで示す説明図であり、図２
（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すＥＥＰＲＯＭ２９の記憶内
容を示す説明図である。

【００１５】図１に示すように、操舵機構６０は、図１
９に示した従来の操舵機構７０とほぼ同じ構造であり、
この実施形態においては、Ｉ／Ｆ回路部８０が設けられ
ていない点が異なる。Ｉ／Ｆ回路部は、図２（Ａ）に符
号５０で示すように、車両に備えられた電子制御ユニッ
ト（以下、ＥＣＵと称する）１００に備えられている。
Ｉ／Ｆ回路部５０は、マイコン２０に接続されており、
マイコン２０は、電気モータＭを駆動するモータ駆動回
路１０２に接続されている。また、ＥＣＵ１００には、
ＥＥＰＲＯＭ２９が備えられており、ＥＥＰＲＯＭ２９
は、マイコン２０に接続されている。ＥＥＰＲＯＭ２９
は、マイコン２０がトルク値を演算する際に、トルク値
を補正するために用いる後述する各種データが記憶され
る。

【００１６】次に、センサ部７１、Ｉ／Ｆ回路部５０お
よびマイコン２０の電気的構成について、それをブロッ
クで示す図３を参照して説明する。センサ部７１は、セ
ンサコイル７９と、センサリング７７，７８と（図
１）、センサコイル７９およびセンサリング７７，７８
間のギャップとからなる磁気回路で構成されている。Ｉ
／Ｆ回路部５０は、トルクを検出するトルク検出回路５
１と、このトルク検出回路５１の異常を検出するフェー
ル検出回路５６とから構成されている。メイン発振回路
５２は、自身が有する抵抗と、センサコイル７９に発生
するインダクタンスとによってＬＲ発振回路を構成して
おり、センサコイル７９に発生するインダクタンスに対
応する周期を有するパルス信号を発振する。このメイン
発振回路５２から発振されたパルス信号は、パルス整形
回路５３によって波形整形され、その波形整形されたパ
ルス信号は、トルク信号Ｔとしてマイコン２０のタイマ
入力２０ａに入力される。

【００１７】温度検出回路５４は、センサコイル７９に
発生する交直流重畳信号から直流成分を取り出し、この
取り出した直流成分に必要なスケーリングを加え、この
スケーリングを加えた信号を温度特性信号（以下、温特
信号と称する）Ｖｔとしてマイコン２０のＡ／Ｄ入力２
０ｂおよび差動増幅回路６５へ出力する。また、トルク
検出回路５１には、Ｉ／Ｆ回路部５０の回路温度を検出
する温度センサ５５が設けられており、その温度センサ
５５によって検出された回路温度信号ｔｈは、マイコン
２０のＡ／Ｄ入力２０ｃへ出力される。なお、本実施形
態では、温度センサ５５としてサーミスタを用いる。

【００１８】フェール検出回路５６には、トルク検出回
路５１に備えられたメイン発振回路５２とほぼ同じ構成
のサブ発振回路５７が備えられている。このサブ発振回
路５７も、メイン発振回路５２と同様に、自身が有する
抵抗とセンサコイル７９のインダクタンスとによってＬ
Ｒ発振回路を構成しており、センサコイル７９のインダ
クタンスに対応する周期を有するパルス信号をメイン発
振回路５２の発振タイミングで発振する。

【００１９】サブ発振回路５７から発振した信号は、パ
ルス整形回路５８によって波形整形され、その波形整形
された信号は、モニタ１信号としてマイコン２０のタイ
マ入力２０ｄへ出力される。また、フェール検出回路５
６には、トルク検出回路５１に備えられた温度検出回路
５４とほぼ同じ構成の温度検出回路５９が備えられてい
る。この温度検出回路５９は、センサコイル７９に発生
する交直流重畳信号から直流成分を取り出し、この取り
出した直流成分に必要なスケーリングを加え、このスケ
ーリングを加えた信号を差動増幅回路６５へ出力する。
差動増幅回路６５からの出力は、モニタ２信号としてマ
イコン２０のＡ／Ｄ入力２０ｅに入力される。

【００２０】ここで、ステアリング操作から操舵トルク
のアシストに至るまでの主な流れを説明する。ステアリ
ングホイールが操作されると、トーションバー７５（図
１）がねじれることにより、シャフト７２とシャフト７
４との間で相対変位が生じ、センサリング７７，７８の
オーバラップ量が変位し、センサコイル７９のインダク
タンスが変化する。そのインダクタンスに対応する周期
を有するパルス信号をメイン発振回路５２が発振し、そ
のパルス信号は、パルス整形回路５３による波形整形を
経てトルク信号Ｔとしてマイコン２０のタイマ入力２０
ａに入力される。そして、マイコン２０は、取り込んだ
トルク信号Ｔの周期に基づいてトルク値を演算する。続
いて、そのトルク値は、モータ駆動回路１０２（図２
（Ａ））に出力され、モータ駆動回路１０２は、トルク
値に対応する駆動信号を電気モータＭへ出力する。そし
て、電気モータＭが回転し、その回転トルクがラックＲ
（図１）に伝達し、操舵トルクがアシストされる。

【００２１】また、マイコン２０は、取り込んだ温特信
号Ｖｔを用いてセンサ部７１の温度変化によるトルク信
号Ｔの補正を行い、回路温度信号ｔｈを用いてＩ／Ｆ回
路部５０の温度変化によるトルク信号Ｔの補正を行う。
さらに、マイコン２０は、トルク信号Ｔおよびモニタ１
信号を監視しており、両信号に所定の差が発生した場合
に、メイン発振回路５２に異常が発生したと判定する。
その判定は、たとえば、モニタ１信号のパルス幅Ｂを２
倍した値から、トルク信号の周期Ａを減算した値（２Ｂ
−Ａ）が所定値Ｃを超えたか否かに基づいて行う。ま
た、マイコン２０は、モニタ２信号の電圧Ｖ２を監視し
ており、その電圧Ｖ２が所定の範囲外となった場合に、
温度検出回路５４に異常が発生したと判定する。その判
定は、たとえば、電圧Ｖ２がＶＢ≦Ｖ２≦ＶＡの範囲外
となったか否かに基づいて行う。

【００２２】次に、本実施形態のトルク検出装置の特徴
部分について図４ないし図１６を参照して説明する。本
実施形態のトルク検出装置は、センサ部７１およびＩ／
Ｆ回路部５０の温度変化および組み付け誤差などによる
トルク信号Ｔのばらつきを補正することに加えて、セン
サ部７１の特性差によるトルク信号Ｔのばらつきを補正
し、同じ車種による操舵フィーリングのばらつきをなく
すことができることを特徴とする。なお、以下に説明す
る各処理において取得される各種のズレ量は、ＥＣＵ１
００に備えられたＥＥＰＲＯＭ２９（図２（Ｂ））に格
納されるものとする。

【００２３】図４は、マイコン２０がトルク信号Ｔを取
り込んで上記各補正を行い、トルク値を演算するまでの
処理の流れをブロックで示す説明図である。図５ないし
図７は、図４に示す各ブロックにおいて行われる処理の
詳細を示す説明図である。図８ないし図１０は、マイコ
ン２０がリアルタイムで実行する処理の流れを示すフロ
ーチャートである。図８は、トルク信号Ｔに基づいて実
行するトルク信号演算の流れを示すフローチャートであ
り、図９は、温特信号Ｖｔに基づいて実行する温特信号
演算の流れを示すフローチャートであり、図１０は、回
路温度信号ｔｈに基づいて実行する回路温度演算の流れ
を示すフローチャートである。

【００２４】図１１ないし図１６は、図８ないし図１０
に示す各処理を実行する際に用いるデータを予め取得し
ておくために行う処理の流れを示すフローチャートであ
る。図１１ないし図１３は、Ｉ／Ｆ回路部５０およびセ
ンサ部７１を実車に組み付ける前にデータを取得する処
理の流れを示すフローチャートである。図１１は、Ｉ／
Ｆ回路部５０単体のときの温度変化によるトルク信号の
ズレ量などのデータを取得するための処理の流れを示す
フローチャートであり、図１２は、Ｉ／Ｆ回路部５０単
体のときの温度変化による温特信号のズレ量などのデー
タを取得するための処理の流れを示すフローチャートで
あり、図１３は、センサ部７１の特性差によるインダク
タンス差を取得するための処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【００２５】図１４ないし図１６は、Ｉ／Ｆ回路部５０
およびセンサ部７１を実車に組み付けた後でデータを取
得する処理の流れを示すフローチャートである。図１４
は、常温時のトルク信号データを取得するための処理の
流れを示すフローチャートであり、図１５は、常温時の
温特信号データを取得するための処理の流れを示すフロ
ーチャートであり、図１６は、インダクタンス補正のた
めの係数を演算するための処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【００２６】［組み付け前］最初に、Ｉ／Ｆ回路部５０
およびセンサ部７１を実車に組み付ける前にデータを取
得する処理について、図１１ないし図１３を参照して説
明する。まず、Ｉ／Ｆ回路部５０単体のときの温度変化
によるトルク信号のズレ量などのデータを取得するため
の処理について図１１を参照して説明する。この処理
は、Ｉ／Ｆ回路部５０が完成した時点で、センサ部７１
とは別個にＩ／Ｆ回路部５０単体で行うものであり、た
とえばＩ／Ｆ回路部５０の温度エージング工程やバーン
イン検査工程における恒温環境下において行う。また、
この処理は、基準となる正弦波電圧をＩ／Ｆ回路部５０
に印加して行い、Ｉ／Ｆ回路部５０から出力されるトル
ク信号Ｔをマイコンに取り込むことにより行う。

【００２７】まず、周囲温度２０℃に置かれているＩ／
Ｆ回路部５０から出力されるトルク信号（以下、トルク
信号Ｔ（２０）と称する）を取り込み（ステップ（以
下、Ｓと略す）４０１）、その取り込んだトルク信号Ｔ
（２０）の周期のズレ量（以下、ズレ量Ｔ（２０）と称
する）を演算し、そのズレ量Ｔ（２０）をメモリ（たと
えばマイコンに内蔵されたメモリ）に格納する（Ｓ４０
３）。また、このズレ量Ｔ（２０）はＥＥＰＲＯＭ２９
（図２（Ｂ））にも格納される。このＥＥＰＲＯＭ２９
に格納されたズレ量Ｔ（２０）は、後述するトルク信号
回路部オフセット補正（図８のＳ１０１、図４および図
５の２１）における演算に用いられる。続いて、周囲温
度が８０℃の時のトルク信号（以下、トルク信号Ｔ（８
０）と称する）を取り込み（Ｓ４０５）、その取り込ん
だトルク信号Ｔ（８０）の周期のズレ量（以下、ズレ量
Ｔ（８０）と称する）をメモリに格納する（Ｓ４０
７）。

【００２８】そして、メモリに格納されたズレ量Ｔ（８
０）からズレ量Ｔ（２０）を減算したもの（Ｔ（８０）
−Ｔ（２０））を温度差６０（８０−２０）で除算した
値Ｋ１を演算する（Ｓ４０９）。つまり、１℃当たりの
周期のズレ量Ｋ１を求める。続いて、そのズレ量Ｋ１を
ＥＥＰＲＯＭ２９に格納する（Ｓ４１１）。このズレ量
Ｋ１は、後述するトルク信号回路部傾き補正（図８のＳ
１０３、図４および図５の２２）における演算に用いら
れる。

【００２９】次に、Ｉ／Ｆ回路部５０単体のときの温度
変化による温特信号のズレ量などのデータを取得するた
めの処理の流れについて図１２を参照して説明する。こ
の処理も前述のトルク信号Ｔの周期のズレ量を求める処
理と同じ環境下で行う。まず、周囲温度が２０℃の時に
Ｉ／Ｆ回路５０から出力される温特信号（以下、温特信
号Ｖｔ（２０）と称する）を取り込み（Ｓ５０１）、そ
の取り込んだ温特信号Ｖｔ（２０）の電圧のズレ量（以
下、ズレ量Ｖｔ（２０）と称する）を演算し、そのズレ
量Ｖｔ（２０）をメモリに格納する（Ｓ５０３）。ま
た、このズレ量Ｖｔ（２０）は、ＥＥＰＲＯＭ２９（図
２（Ｂ））にも格納される。このＥＥＰＲＯＭ２９に格
納されたズレ量Ｖｔ（２０）は、後述する温特信号回路
部オフセット補正（図９のＳ２０１、図４および図５の
２６）における演算に用いられる。続いて、周囲温度が
８０℃の時の温特信号（以下、温特信号Ｖｔ（８０）と
称する）を取り込み（Ｓ５０５）、その取り込んだ温特
信号Ｖｔ（８０）の電圧のズレ量（以下、ズレ量Ｖｔ
（８０）と称する）をＥＥＰＲＯＭ２９に格納する（Ｓ
５０７）。

【００３０】そして、メモリに格納されたズレ量Ｖｔ
（８０）からズレ量Ｖｔ（２０）を減算したもの（Ｖｔ
（８０）−Ｖｔ（２０））を温度差６０（８０−２０）
で除算した値Ｋ２を演算する（Ｓ５０９）。つまり、１
℃当たりのズレ量Ｋ２を求める。続いて、そのズレ量Ｋ
２をＥＥＰＲＯＭ２９に格納する（Ｓ５１１）。このズ
レ量Ｋ２は、後述する温特信号回路部傾き補正（図９の
Ｓ２０３、図４および図５の２７）における演算処理の
ために用いる。

【００３１】次に、センサ部７１の特性差によるインダ
クタンス差を取得するための処理の流れについて図１３
を参照して説明する。この処理も前述のトルク信号Ｔの
周期のズレ量を求める処理と同じ環境下で行う。まず、
周囲温度２０℃の時のセンサコイル７９のインダクタン
スＬ１を検出し（Ｓ９０１）、その検出したインダクタ
ンスＬ１をメモリに格納する（Ｓ９０３）。続いて、イ
ンダクタンスＬ１から基準インダクタンスＬ０を減算し
てインダクタンス差ΔＬを演算し（Ｓ９０５）、その演
算したインダクタンス差ΔＬをＥＥＰＲＯＭ２９（図２
（Ｂ））に格納する（Ｓ９０７）。このインダクタンス
差ΔＬは、後述するトルク信号センサ部特性差補正（図
８のＳ１１２、図４および図６の３６）における演算に
用いる。

【００３２】［組み付け後］次に、センサ部７１および
Ｉ／Ｆ回路５０を実車に組み付けた際の組み付け誤差を
補正するために基準となるデータを取得するための処理
について図１４ないし図１６を参照して説明する。な
お、以下の各処理は、たとえば車両出荷時に常温（１０
℃〜２０℃）下の工場内における検査工程において行
う。また、以下の各処理は、センサ部７１およびＩ／Ｆ
回路部５０を実車に組み付け、ステアリングを所定の基
準角度操舵し、所定の操舵トルクを発生させた状態で行
う。

【００３３】最初に、トルク信号データを取得する処理
の流れについて図１４を参照して説明する。上記状態で
Ｉ／Ｆ回路部５０から出力される常温時のトルク信号Ｔ
（ｃ）を取り込み（Ｓ６０１）、その取り込んだトルク
信号Ｔ（ｃ）の周期のズレ量（以下、ズレ量Ｔ３（ｃ）
と称する）を演算し、そのズレ量Ｔ３（ｃ）をＥＥＰＲ
ＯＭ２９（図２（Ｂ））に格納する（Ｓ６０３）。この
ズレ量Ｔ３（ｃ）は、トルク信号センサ部オフセット補
正（図８のＳ１０７、図４および図６の３１）における
演算に用いる。

【００３４】次に、温特信号データを取得する処理の流
れについて図１５を参照して説明する。この処理もトル
ク信号データ取得処理（図１４）と同じ状態で行う。Ｉ
／Ｆ回路部５０から出力される常温時の温特信号Ｖｔ
（ｃ）を取り込み（Ｓ７０１）、その取り込んだ温特信
号Ｖｔ（ｃ）の電圧のズレ量（以下、ズレ量Ｖｔ３
（ｃ）と称する）を演算し、そのズレ量Ｖｔ３（ｃ）を
ＥＥＰＲＯＭ２９（図２（Ｂ））に格納する（Ｓ７０
３）。このズレ量Ｖｔ３（ｃ）は、温特信号センサ部オ
フセット補正（図９のＳ２０７、図４および図６の３
４）における演算に用いる。

【００３５】次に、インダクタンス補正のための係数演
算処理の流れについて図１６を参照して説明する。この
処理もトルク信号データ取得処理（図１４）と同じ状態
で行う。定数Ｋ５と、前述の温特信号データ取得処理
（図１５）において求められたズレ量Ｖｔ３（ｃ）との
積（Ｋ５×Ｖｔ３（ｃ））に、前述のトルク信号データ
取得処理（図１４のＳ６０３）において演算されたズレ
量Ｔ３（ｃ）を加算した係数Ｔ７を演算し（Ｓ８０
１）、その係数Ｔ７をＥＥＰＲＯＭ２９（図２（Ｂ））
に格納する（Ｓ８０３）。この係数Ｔ７は、後述するト
ルク信号センサ部インダクタンス補正（図８のＳ１０
９、図４および図６の３２）における演算に用いる。

【００３６】［トルク値演算の流れ］次に、マイコン２
０が、Ｉ／Ｆ回路部５０からトルク信号Ｔを取り込み、
その取り込んだトルク信号Ｔに対して、上述の各処理に
おいてＥＥＰＲＯＭ２９に格納した各種のズレ量を用い
て補正を行いながら正確なトルク値を演算する流れにつ
いて図４ないし図６、図８ないし図１０を参照して説明
する。なお、以下の説明は、図４ないし図６に示す流れ
にしたがって説明する。 ［トルク信号回路部オフセット補正２１］マイコン２０
は、Ｉ／Ｆ回路部５０から出力されたトルク信号Ｔをタ
イマ入力２０ａに取り込んでその周期Ｔ（ｔ）を演算
し、その周期Ｔ（ｔ）に、ＥＥＰＲＯＭ２９に格納され
ているズレ量Ｔ（２０）を加算する補正により周期Ｔ１
を演算する（図８のＳ１０１）。

【００３７】［電圧から温度に変換２４］一方、マイコ
ン２０は、図１０の回路温度演算においてＩ／Ｆ回路部
５０から出力された回路温度信号ｔｈをＡ／Ｄ入力２０
ｃに取り込み、その回路温度信号ｔｈの電圧をその電圧
に対応する回路温度（以下、回路温度ｔｃ０と称する）
に変換する（図１０のＳ３０１）。この変換は、図５の
２４に示すように、電圧ｔｈおよび温度ｔｃ０を対応付
けたマップデータを用いて行う。 ［１００ケ加重平均２５］続いて、マイコン２０は、１
００ケの温度ｔｃ０の加重平均を用いて重み付けを行っ
た回路温度ｔｃを演算する（図１０のＳ３０３）。 ［トルク信号回路部傾き補正２２］そして、マイコン２
０は、図８のトルク信号演算においてＥＥＰＲＯＭ２９
に格納されているズレ量Ｋ１に対して、回路温度演算の
Ｓ３０３において演算された重み付けを行った回路温度
ｔｃを乗算する補正を行ってＫ１・ｔｃを演算し、その
Ｋ１・ｔｃにＳ１０１で演算された周期Ｔ１を加算する
補正により周期Ｔ２を演算する（図８のＳ１０３）。

【００３８】［温特信号回路部オフセット補正２６］一
方、マイコン２０は、図９の温特信号演算においてＩ／
Ｆ回路部５０から出力された温特信号ＶｔをＡ／Ｄ入力
２０ｂに取り込み、その温特信号Ｖｔの電圧Ｖｔに、Ｅ
ＥＰＲＯＭ２９に格納されているズレ量Ｖｔ（２０）を
加算する補正により電圧Ｖｔ１を演算する（図９のＳ２
０１）。 ［温特信号回路部傾き補正２７］続いて、マイコン２０
は、ＥＥＰＲＯＭ２９に格納されているズレ量Ｋ２に、
回路温度演算のＳ３０３において演算された重み付けを
行った回路温度ｔｃを乗算する補正を行ってＫ２・ｔｃ
を演算し、そのＫ２・ｔｃにＳ２０１で演算された電圧
Ｖｔ１を加算する補正により電圧Ｖｔ２を演算する（図
９のＳ２０３）。

【００３９】［トルク信号回路部非線形補正２３］そし
て、マイコン２０は、図８のトルク信号演算において回
路温度ｔｈが所定値、たとえば１００℃を超える非線形
な領域では、重み付けした回路温度ｔｃに対応するオフ
セット量ΔＴ２を周期Ｔ２に加算し、周期Ｔ３を演算す
ることによりトルク信号回路部非線形補正を行う（図８
のＳ１０５）。このオフセット量ΔＴ２の演算は、図５
の２３に示すように、ΔＴ２およびｔｃを対応付けたマ
ップデータを用いて行う。 ［温特信号回路部傾き補正２７］一方、マイコン２０
は、図９の温特信号演算において回路温度ｔｈが所定
値、たとえば１００℃を超える非線形な領域では、重み
付けした回路温度ｔｃに対応するオフセット量ΔＶｔ２
を電圧Ｖｔ２に加算し、電圧Ｖｔ３を演算することによ
り温特信号回路部非線形補正を行う（図９のＳ２０
５）。このオフセット量ΔＶｔ２の演算は、図５の２８
に示すように、ΔＶｔ２およびｔｃを対応付けたマップ
データを用いて行う。

【００４０】［トルク信号センサ部オフセット補正３
１］そして、マイコン２０は、図８のトルク信号演算に
おいてＳ１０５で演算された周期Ｔ３に、ＥＥＰＲＯＭ
２９に格納されているズレ量Ｔ３（ｃ）を加算し周期Ｔ
４を演算する（図８のＳ１０７）。 ［トルク信号センサ部インダクタンス補正３２］続い
て、マイコン２０は、ＥＥＰＲＯＭ２９に格納されてい
るズレ量Ｔ７に対するズレ量Ｋ７を演算し、そのズレ量
Ｋ７にＳ１０７で演算された周期Ｔ４を乗算して周期Ｔ
５を演算する（図８のＳ１０９）。ズレ量Ｋ７の演算
は、図６の３２に示すように、Ｋ７およびＴ７を対応付
けたマップデータを用いて行う。

【００４１】［温特信号センサ部オフセット補正３４］
一方、マイコン２０は、図９の温特信号演算においてＳ
２０５で演算された電圧Ｖｔ３にＥＥＰＲＯＭ２９に格
納されているズレ量Ｖｔ３（ｃ）を加算して電圧Ｖｔ４
を演算する（図９のＳ２０７）。 ［電圧から温度に変換４４］続いて、マイコン２０は、
Ｓ２０７で演算された電圧Ｖｔ４を温度Ｖｔｓに変換す
る（図９のＳ２０９）。この変換は、図７の４４に示す
ように、電圧Ｖｔ４および温度Ｖｔｓを対応付けたマッ
プデータを用いて行う。 ［１００ケ加重平均４５］続いて、マイコン２０は、１
００ケの温度Ｖｔｓの加重平均を用いて重み付けを行っ
た回路温度Ｖｔｓａを演算する（図１０のＳ３０３）。

【００４２】［トルク信号センサ部温度補正３３］そし
て、マイコン２０は、図８のトルク信号演算において、
センサコイル７９の温度に対するインダクタンスのズレ
量ΔＴ５を温特信号演算のＳ２１１で演算された重み付
けした回路温度Ｖｔｓａに対するズレ量ΔＴ５を演算
し、そのズレ量ΔＴ５にＳ１０９で演算された周期Ｔ５
を加算して周期Ｔ６を演算する（図８のＳ１１１）。

【００４３】［トルク信号センサ部特性差補正３６］続
いて、マイコン２０は、ＥＥＰＲＯＭ２９に格納されて
いるインダクタンス差ΔＬを読出し、図６の３６に示す
マップデータを用いて、インダクタンス差ΔＬに対応す
る補正係数Ｋ８を演算し、Ｓ１１１で演算された周期Ｔ
６に補正係数Ｋ８を乗算して周期Ｔ７を演算する（図８
のＳ１１２）。このように、トルク信号センサ部特性差
補正を行うことにより、センサ部７１の特性差によるト
ルク信号Ｔの周期のズレをなくすことができる。

【００４４】［周期からトルクに変換４１、トルク値４
２、１００ケ加重平均４３］そして、マイコン２０は、
Ｓ１１２で演算された周期Ｔ７をその周期Ｔ７に対応す
るトルクに変換し、トルク値ｔｑ１００を演算する（図
８のＳ１１３）。この変換は、図７の４１に示すよう
に、周期Ｔ７およびトルクｔｑ１００を対応付けたマッ
プデータを用いて行う。続いて、マイコン２０は、Ｓ１
１３で演算されたｔｑ１００を加重平均処理して重み付
けを行う（Ｓ１１５）。この重み付けされたｔｑ１００
は、モータ駆動回路１０２（図２（Ａ））へ送出され、
モータ駆動回路１０２は、ｔｑ１００に対応する周期の
駆動信号を電気モータＭに供給する。これにより、電気
モータＭが回転し、電気モータＭの回転トルクがラック
Ｒ（図１）に伝達され、操舵トルクがアシストされる。
上述したマイコン２０、ＥＥＰＲＯＭ２９およびＩ／Ｆ
回路部５０が、本発明のトルク検出装置に対応する。

【００４５】以上のように本実施形態のトルク検出装置
を使用すれば、センサ部７１の特性差によるトルク信号
Ｔの周期のズレをトルク信号センサ部特性差補正３６
（Ｓ１１２）によってなくすことができる。また、環境
温度の変化、加工精度および組み付け誤差などによるセ
ンサ部７１やＩ／Ｆ回路部５０の特性のばらつきを上記
各種の補正処理によってなくすことができる。したがっ
て、トルク検出装置を取付ける同じ車種において操舵フ
ィーリングが異なるという事態をなくすことができる。
また、上記補正処理は、上記ばらつきの大きさに対応し
てソフトウエアによって自動的に実行できるため、個々
のアナログ回路を調整する手間が不要である。

【００４６】次に、本発明第２実施形態のトルク検出装
置について図１７および図１８を参照して説明する。セ
ンサ部７１のセンサコイル７９のインダクタンスは、経
年変化によって変化する可能性がある。そこで、たとえ
ば、車検時にインダクタンス差ΔＬを書換えることがで
きるように構成する。図１７は、その書換えをするため
の処理の流れを示すフローチャートであり、図１８は、
本第２実施形態のトルク検出装置が適用される操舵機構
を示す説明図である。

【００４７】図１８に示すように、操舵機構６１の図面
右端には、センサコイル７９のインダクタンスを検出す
るための検出端子６２が設けられており、車検時など
に、その検出端子６２に測定器を接続してセンサコイル
７９のインダクタンスＬ１を検出する。そして、インダ
クタンス差ΔＬは、図１７に示す流れで求める。センサ
コイル７９のインダクタンスＬ１を検出し（Ｓ９２
１）、そのインダクタンスＬ１をメモリに格納し（Ｓ９
２３）、インダクタンスＬ１から基準インダクタンスＬ
０を減算してインダクタンス差ΔＬを求め（Ｓ９２
５）、そのインダクタンス差ΔＬをＥＥＰＲＯＭ２９に
格納する（Ｓ９２７）。以上のように、本第２実施形態
のトルク検出装置を使用すれば、センサコイル７９のイ
ンダクタンスが経年変化などによって変化した場合であ
っても、インダクタンス差ΔＬを最新のデータに書換え
ることができるため、操舵フィーリングの経年変化を抑
制できる。

【００４８】なお、上記各実施形態では、センサ部７１
の特性差を補正するためにインダクタンス差ΔＬを用い
たが、センサ部７１のインピーダンスＺの差をΔＺとし
て用いることもできる。また、組み付けの前後において
各種データを取得する際の周囲温度などの条件は、前述
の条件に限定されるものではなく、設定変更することが
できる。上述のインダクタンス差ΔＬが本発明の特性差
データに対応し、ＥＥＰＲＯＭ２９が特性差データ記憶
手段に対応し、マイコン２０が実行する図１３のＳ９０
１〜Ｓ９０７が本発明の特性差データ記憶手段として機
能する。また、マイコン２０が実行する図８のＳ１１２
が本発明の補正手段として機能し、図１７のＳ９２１〜
Ｓ９２７が書換え手段として機能する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態のトルク検出装置によって機能
する操舵機構の構造を一部断面を含んで示す説明図であ
る。

【図２】図２（Ａ）は、図１に示す操舵機構を有する電
気式動力舵取装置の電気的構成をブロックで示す説明図
であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すＥＥＰＲＯＭ
２９の記憶内容を示す説明図である。

【図３】センサ部７１、Ｉ／Ｆ回路部５０およびマイコ
ン２０の電気的構成をブロックで示す説明図である。

【図４】マイコン２０がトルク信号Ｔを取り込んで上記
各補正を行い、トルク値を演算するまでの処理の流れを
ブロックで示す説明図である。

【図５】図４に示す各ブロックにおいて行われる処理の
詳細を示す説明図である。

【図６】図４に示す各ブロックにおいて行われる処理の
詳細を示す説明図である。

【図７】図４に示す各ブロックにおいて行われる処理の
詳細を示す説明図である。

【図８】トルク信号Ｔに基づいて実行するトルク信号演
算の流れを示すフローチャートである。

【図９】温特信号Ｖｔに基づいて実行する温特信号演算
の流れを示すフローチャートである。

【図１０】回路温度信号ｔｈに基づいて実行する回路温
度演算の流れを示すフローチャートである。

【図１１】Ｉ／Ｆ回路部５０単体のときの温度変化によ
るトルク信号のズレ量などのデータを取得するための処
理の流れを示すフローチャートである。

【図１２】Ｉ／Ｆ回路部５０単体のときの温度変化によ
る温特信号のズレ量などのデータを取得するための処理
の流れを示すフローチャートである。

【図１３】センサ部７１の特性差によるインダクタンス
差を取得するための処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図１４】

【００２５】常温時のトルク信号データを取得するため
の処理の流れを示すフローチャートである。

【図１５】常温時の温特信号データを取得するための処
理の流れを示すフローチャートである。

【図１６】インダクタンス補正のための係数を演算する
ための処理の流れを示すフローチャートである。

【図１７】本発明第２実施形態においてインダクタンス
差ΔＬの書換えをするための処理の流れを示すフローチ
ャートである。

【図１８】本発明第２実施形態のトルク検出装置が適用
される操舵機構を示す説明図である。

【図１９】従来の電気式動力舵取装置の操舵機構の構造
を一部断面を含んで示す説明図である。

【図２０】図１９に示す操舵機構に備えられたトルク検
出装置の電気的構成をブロックで示す説明図である。

【符号の説明】

２０ マイコン ２９ ＥＥＰＲＯＭ（特性差データ記憶手段） ５０ Ｉ／Ｆ回路部 ７１ センサ部 ７７，７８ センサリング ７９ センサコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵機構に接続されたステアリングホイ
   ールの操作により発生する操舵トルクを検出するセンサ
   部を備え、そのセンサ部の出力に基づいて前記操舵トル
   クを演算し、その演算した操舵トルクに対応する駆動信
   号によって電気モータを駆動し、その電気モータの駆動
   力によって前記操舵トルクを補う電気式動力舵取装置を
   機能させるために前記操舵トルクを検出するトルク検出
   装置において、 前記センサ部の特性差を示す特性差データを記憶する特
   性差データ記憶手段と、 前記操舵トルク演算手段によって演算される操舵トルク
   に対して、前記特性差データ記憶手段に記憶された特性
   差データに対応する補正を行う補正手段と、 が備えられたことを特徴とするトルク検出装置。
2. 【請求項２】 前記センサ部には、 前記操舵トルクの変化に対応してインダクタンスの変化
   する磁気回路が備えられており、 前記特性差データは、 基準となるインダクタンスとの差を示すインダクタンス
   差であることを特徴とする請求項１に記載のトルク検出
   装置。
3. 【請求項３】 前記特性差データ記憶手段に記憶された
   特性差データを書き換える書換え手段が備えられたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のトルク検
   出装置。