JP3589080B2 - トルク検出装置 - Google Patents

Description

【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２０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７７，７８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７１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８５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に応じてインダクタンスが変化するセンサコイルを有するセンサ部と、前記インダクタンスを検出するとともに、その検出したインダクタンスに対応する周期を有するトルク信号を出力するインターフェース回路部と、このインターフェース回路部から出力された前記トルク信号に基づいて前記操舵トルクを演算するマイクロコンピュータとを備えており、そのマイクロコンピュータにより演算され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、前記電気式動力舵取装置に組み付ける前の単体の前記インターフェース回路部に基準となる正弦波電圧を印加することにより、前記インターフェース回路部が単体のときの温度変化による前記トルク信号の周期のズレ量と、前記電気式動力舵取装置に組み付ける前の単体の前記センサ部のセンサコイルの温度変化によるインダクタンス差と、前記センサ部および前記インターフェース回路部を前記電気式動力舵取装置に組み付け、前記ステアリングホイールを所定の基準角度操作して所定の操舵トルクを発生させた状態における前記インターフェース回路部から出力される常温時のトルク信号の周期のズレ量と、を含む特性差を示す特性差データを書換え可能に記憶する特性差データ記憶手段を備えており、前記マイクロコンピュータは、演算された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前記特性差データに対応する補正を行う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。
【００１３】
特に、請求項２に記載の発明では、特性差データ記憶手段に記憶された各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１９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５１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２０ｂ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ＬＲ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５６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２０ａ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、ＥＣＵ１００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（Ｓ４０３）。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（８０）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（Ｓ４０７）。
【００２８】
そして、メモリに格納されたズレ量Ｔ（８０）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Ｓ１０３、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（Ｓ５０７）。
【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Ｋ２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ＥＥＰＲＯＭ２９（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（Ｓ７０３）。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３４）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（Ｓ８０１）、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Ｓ１０９、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２０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２０ｃ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、１００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２０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、ＥＥＰＲＯＭ２９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Ｓ２０１）。
［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Ｓ２０５）。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３１］
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、ＥＥＰＲＯＭ２９に格納されているズレ量Ｔ３（ｃ）を加算し周期Ｔ４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Ｔ５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Ｓ２０５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、１００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Ｔ６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４２、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、Ｓ１１３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（Ｓ９２１）、そのインダクタンスＬ１をメモリに格納し（Ｓ９２３）、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を求め（Ｓ９２５）、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Ｓ９０１〜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ＥＥＰＲＯＭ２９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

Claims (2)

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に応じてインダクタンスが変化するセンサコイルを有するセンサ部と、前記インダクタンスを検出するとともに、その検出したインダクタンスに対応する周期を有するトルク信号を出力するインターフェース回路部と、このインターフェース回路部から出力された前記トルク信号に基づいて前記操舵トルクを演算するマイクロコンピュータとを備えており、そのマイクロコンピュータにより演算され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、
   前記電気式動力舵取装置に組み付ける前の単体の前記インターフェース回路部に基準となる正弦波電圧を印加することにより、前記インターフェース回路部が単体のときの温度変化による前記トルク信号の周期のズレ量と、前記電気式動力舵取装置に組み付ける前の単体の前記センサ部のセンサコイルの温度変化によるインダクタンス差と、前記センサ部および前記インターフェース回路部を前記電気式動力舵取装置に組み付け、前記ステアリングホイールを所定の基準角度操作して所定の操舵トルクを発生させた状態における前記インターフェース回路部から出力される常温時のトルク信号の周期のズレ量とを含む特性差を示す特性差データを書換え可能に記憶する特性差データ記憶手段を備えており、
   前記マイクロコンピュータは、演算された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前記特性差データに対応する補正を行うことを特徴とするトルク検出装置。
2. 前記特性差データ記憶手段に記憶された前記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に記載のトルク検出装置。

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