(57)【要約】【課題】磁気センサの検出精度を高められるトルクセンサの出力調整方法を提供する。【解決手段】磁気検出素子の出力電圧に設定されたオフセット電圧を加えるトルクセンサ５０の出力調整方法であって、トーションバー５１を一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させ、トーションバー５１を一方向に捩れ変形させる往路にてトーションバー５１に捩れが生じない第一中立点で検出される磁気検出素子の出力電圧を往路中立点サンプル値Ｂとして検出するステップと、トーションバー５１を逆方向に捩れ変形させる復路にてトーションバー５１に捩れが生じない第二中立点で検出される磁気検出素子の出力電圧を復路中立点サンプル値Ｄとして検出するステップと、オフセット電圧を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値（Ｂ＋Ｄ）／２として算出するステップとを行う構成とした。【選択図】図５
2010002382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの軸間にて伝達されるトルクに応じて捩れ変形するトーションバーと、
このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、
前記トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、
前記磁気発生部から前記回転磁気回路部に導かれる磁束密度に応じた電圧を出力する磁気検出素子と、
この磁気検出素子の出力電圧に設定されたオフセット電圧を加えるオフセット手段とを備えるトルクセンサの出力調整方法であって、
前記トーションバーを一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させ、
前記トーションバーを一方向に捩れ変形させる往路にて前記トーションバーに捩れが生じない第一中立点で検出される前記磁気検出素子の出力電圧を往路中立点サンプル値Ｂとして検出するステップと、
前記トーションバーを逆方向に捩れ変形させる復路にて前記トーションバーに捩れが生じない第二中立点で検出される前記磁気検出素子の出力電圧を復路中立点サンプル値Ｄとして検出するステップと、
前記オフセット電圧を前記往路中立点サンプル値Ｂと前記復路中立点サンプル値Ｄの平均値として算出するステップとを行うことを特徴とするトルクセンサの出力調整方法。
【請求項２】
前記往路中立点サンプル値Ｂと前記復路中立点サンプル値Ｄの差（Ｂ−Ｄ）を最大ヒステリシス幅として算出するステップと、
算出される前記最大ヒステリシス幅（Ｂ−Ｄ）に応じてトルクセンサの異常を判定するステップとを行うことを特徴とする請求項１記載のトルクセンサの出力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気発生部から導かれる磁束密度に応じてトーションバーに働くトルクを検出するトルクセンサの出力調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のトルクセンサとして、特許文献１に開示されたものは、ハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、このトーションバーの両端に連結される第一、第二シャフトと、第一シャフトに固定される磁気発生部（多極磁石）と、第二シャフトに固定される回転磁気回路部（多極ヨーク）と、ハウジングに固定される固定磁気回路部と、この固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気センサとを備える。
【０００３】
トーションバーがこれに働くトルクによって捩れ変形すると、磁気発生部と回転磁気回路部との回転方向の相対位置が変化し、これに伴って磁気発生部から回転磁気回路部を介して固定磁気回路部に導かれる磁束密度が変化する。磁気センサが、この磁束密度に応じた信号を出力し、この信号に基づいてトーションバーに働くトルクが検出される。
【０００４】
トルクセンサの製造時、組立工程においてトルクセンサの組立てが終了した後、出力調整工程において磁気センサの出力電圧を補正するゲインとオフセット電圧をそれぞれ設定する出力調整が行われる。
【０００５】
出力調整工程では、駆動ツールを用いてトーションバーを一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させる往復路で磁気検出素子の出力電圧を検出し、調整ツールを用いてトーションバーの捩れ角度と磁気検出素子の出力電圧との関係に基づいてゲインとオフセット電圧をそれぞれ算出し、これを磁気センサに記憶させる。
【０００６】
トルクセンサの作動時、磁気センサは、設定されたゲインとオフセット電圧によって磁気検出素子の出力電圧を補正することにより、製品毎に生じるセンサ信号のバラツキが抑えられる。
【特許文献１】特開２００７−２４０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、トーションバーを一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させる往復路で検出される磁気検出素子の出力電圧は、軟磁性体からなる回転磁気回路部と固定磁気回路部とに残留する磁力によって生じるヒステリシス成分を持つ。
【０００８】
しかしながら、従来のトルクセンサの出力調整方法にあっては、このヒステリシス成分を含む出力電圧に基づいてオフセット電圧を算出していたため、このオフセット電圧によって補正されたセンサ信号と実際の出力特性の間に大きなズレが生じる可能性があり、トルクセンサの検出精度が悪化するという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気センサの検出精度を高められるトルクセンサの出力調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、二つの軸間にて伝達されるトルクに応じて捩れ変形するトーションバーと、このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、磁気発生部から回転磁気回路部に導かれる磁束密度に応じた電圧を出力する磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力電圧に設定されたオフセット電圧を加えるオフセット手段とを備えるトルクセンサの出力調整方法であって、トーションバーを一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させ、トーションバーを一方向に捩れ変形させる往路にてトーションバーに捩れが生じない第一中立点で検出される磁気検出素子の出力電圧を往路中立点サンプル値Ｂとして検出するステップと、トーションバーを逆方向に捩れ変形させる復路にてトーションバーに捩れが生じない第二中立点で検出される磁気検出素子の出力電圧を復路中立点サンプル値Ｄとして検出するステップと、オフセット電圧を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値として算出するステップとを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のトルクセンサの出力調整方法によると、トーションバーを一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させる往路と復路の両方で往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄを検出し、オフセット電圧を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値として算出することにより、ヒステリシス成分による中点出力の誤差を小さくできる。
【００１２】
トルクセンサの作動時、こうして算出されたオフセット電圧に基づいて磁気検出素子の出力電圧が補正されることにより、センサ信号の出力バラツキを有効に抑えられ、トルクセンサの検出精度を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に本発明が適用される車両のパワーステアリング装置の一例を示す。このパワーステアリング装置１は、ステアリングハンドル（図示せず）に連係して第一シャフト（入力軸）１０、第二シャフト２０が回転し、第二シャフト（出力軸）２０の下端に形成されるピニオン（図示せず）に噛み合うラック軸が軸方向に移動することにより車輪が操舵されるようになっている。
【００１５】
パワーステアリング装置１は、操舵トルクを補助的に付与するアシスト機構として、第二シャフト２０にウォームホイール９が連結され、このウォームホイール９に噛み合うウオーム１９を回転駆動する電動モータ（図示せず）を備え、この電動モータが第二シャフト２０に操舵補助トルクを付与するようになっている。
【００１６】
パワーステアリング装置１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ５０を備え、図示しないコントローラ（図示せず）がトルクセンサ５０によって検出される操舵トルクに応じて電動モータの出力を制御する。
【００１７】
以下、トルクセンサ５０の構造について説明する。
【００１８】
第一シャフト１０はハウジング３０に転がり軸受７を介して回転可能に支持される。第二シャフト２０は図示しないハウジングに転がり軸受８を介して回転可能に支持される。第一シャフト１０の下端部と第二シャフト２０との間には滑り軸受３が介装される。これにより、第一シャフト１０と第二シャフト２０とは互いに同一軸上で相対回転できるように支持される。
【００１９】
ハウジング３０と第一シャフト１０との間にはダストシール６が介装され、このダストシール６によってハウジング３０内が密封される。第一シャフト１０は円筒状に形成され、その内側にトーションバー５１が収められる。
【００２０】
トーションバー５１は、その上端部がピン５を介して第一シャフト１０に連結され、その下端部がセレーション４を介して第二シャフト２０に連結される。これにより、トーションバー５１は第一シャフト１０に入力される操舵トルクを第二シャフト２０に伝えるとともに、この操舵トルクに応じて捩れ変形する。
【００２１】
図２に示すように、第一シャフト１０の下端部にはストッパ部１３が形成され、第二シャフト２０の上端部にはストッパ受け部２３が形成される。
【００２２】
第一シャフト１０と第二シャフト２０とが中立位置にあり、トーションバー５１にトルクが働かない中立状態では、ストッパ部１３とストッパ受け部２３の間に間隙が空いている。第一シャフト１０と第二シャフト２０とが中立位置から相対回転する角度が所定値に達すると、ストッパ部１３とストッパ受け部２３とが互いに当接し、トーションバー５１がそれ以上に捩れないようになっている。
【００２３】
トルクセンサ５０は、図２にも示すように、ハウジング３０内に回転可能に収容されるトーションバー５１と、第一シャフト１０と共に回転する磁気発生部６０と、第二シャフト２０と共に回転する回転磁気回路部６９と、ハウジング３０に固定して設けられる固定磁気回路部９０と、固定磁気回路部９０に導かれる磁束密度を検出する磁気センサ９８とによって構成され、この磁気センサ９８の出力に基づいてトーションバー５１に働く操舵トルクを計測する。
【００２４】
磁気発生部６０は、第一シャフト１０に固定されるバックヨーク６１と、このバックヨーク６１に固定される環状の永久磁石６３とを備える。
【００２５】
永久磁石６３は、磁気を第一シャフト１０、トーションバー５１の回転軸方向に発生するものであり、硬磁性体を第一シャフト１０の回転軸方向へ向けて着磁することにより形成される。
【００２６】
図４に示すように、円筒状の永久磁石６３の上端面と下端面には、それぞれ１２個の磁極が周方向について等間隔に形成され、６個のＮ極と６個のＳ極とが交互に並ぶ。
【００２７】
円筒状のバックヨーク６１は軟磁性体によって形成され、永久磁石６３の上端面（磁極面）に当接する。バックヨーク６１は、永久磁石６３を第一シャフト１０に連結する支持部材の働きと、永久磁石６３の隣合う磁極を結んで磁束を導く継鉄の働きをし、永久磁石６３の下端面（磁極面）に磁界を集中させる。
【００２８】
なお、永久磁石６３を第一シャフト１０に連結する支持部材をバックヨークと分離して設け、バックヨークをこの支持部材と永久磁石６３の間に介装してもよい。
【００２９】
回転磁気回路部６９は、永久磁石６３から出される磁束を導く第一、第二軟磁性リング７０、８０と、第二シャフト２０に固定される組付け部材７７と、この組付け部材７７に第一、第二軟磁性リング７０、８０を固定する樹脂モールド８７とを備える。
【００３０】
図３の（ａ）は、第一、第二軟磁性リング７０、８０と組付け部材７７を分解した斜視図であり、図３の（ｂ）はこれらを組み立てた状態を示す回転磁気回路部６９の斜視図である。
【００３１】
第一、第二軟磁性リング７０、８０は、永久磁石６３の下端面（磁極面）に対峙する６個の第一、第二磁路先端部７１、８１と、この第一、第二磁路先端部７１、８１から曲折して互いに遠ざかる方向に延びる６個の第一、第二磁路柱部７２、８２と、この第一、第二磁路柱部７２、８２を結んで環状に延びる１個の第一、第二磁路環部７３、８３とをそれぞれ有し、これらがプレス加工によって一体形成される。
【００３２】
なお、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、プレス加工に限らず、鋳造、焼結等によって形成してもよい。
【００３３】
第一、第二軟磁性リング７０、８０は、互いに同一形状であり、共通の部品が用いられる。
【００３４】
第一、第二磁路先端部７１、８１は、トーションバー５１の回転軸と直交する同一平面上にてそれぞれ均等な間隔をもって周方向に並び、トーションバー５１にトルクが働かない中立状態で、トーションバー５１の半径方向に延びるそれぞれの中心線が永久磁石６３のＮ極及びＳ極の境界を指すように配置される。
【００３５】
第一、第二磁路柱部７２、８２は、平板状に形成され、トーションバー５１の回転軸方向に延びる。
【００３６】
また、第一、第二軟磁性リング７０、８０が鋳造、焼結等によって形成される場合には、第一、第二磁路柱部７２、８２は、トーションバー５１の半径方向に厚みを持つブロック状に形成してもよい。
【００３７】
第一磁路柱部７２は、トーションバー５１の上方向に延び、永久磁石６３を囲むように配置される。第一磁路柱部７２は、永久磁石６３の外周面にある間隙をもって配置され、永久磁石６３の磁束が第一磁路柱部７２によって短絡されないように構成する。
【００３８】
第二磁路柱部８２は、トーションバー５１の下方向に延び、永久磁石６３から遠ざかるように配置される。
【００３９】
こうして、第一、第二磁路柱部７２、８２が互いに遠ざかる方向に延びることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成される。
【００４０】
第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の回転軸と直交する平面上に配置され、トーションバー５１の回転軸と同一軸上に延びる円盤状に形成される。第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の半径方向について一定幅を有する。
【００４１】
第一、第二磁路環部７３、８３は、全周につながったリング状をしているが、これに限らず、その一箇所にスリットを有するＣ字形リング状に形成してもよい。
【００４２】
第一磁路環部７３を永久磁石６３の下面（磁極面）より上方に配置し、第二磁路環部８３を永久磁石６３より下方に配置する。すなわち、永久磁石６３は、トーションバー５１の回転軸方向について第一磁路環部７３と第二磁路環部８３の間に配置される。
【００４３】
これにより、第一、第二磁路柱部７２、８２の回転軸方向の長さを短縮することと、第一、第二磁路環部７３、８３どうしを互いに離して両者の間で磁気短絡が起きないようにすることとを両立できる。第一、第二磁路柱部７２、８２を回転軸方向の長さを短縮することにより、第一、第二軟磁性リング７０、８０をプレス加工により形成することが可能となり、製品のコストダウンがはかれる。
【００４４】
第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工によって形成されることにより、鋳造等によって形成するものに比べて材料使用量を低減することができる。
【００４５】
第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工によって形成されることにより、鋳造等によって形成するものに比べて各部の板厚を大きくとれず、磁路断面積が小さくなるが、高密度材を用いることにより磁気ヒステリシス特性の向上がはかれる。
【００４６】
トルクセンサ５０は、第一軟磁性リング７０の第一磁路柱部７２を永久磁石６３を囲むように永久磁石６３の側方に配置することにより、第一軟磁性リング７０の介装スペースによって回転軸方向の長さが増大することを抑えられ、パワーステアリング装置１の小型軽量化がはかれる。
【００４７】
以上、第一、第二軟磁性リング７０、８０の形状を説明したが、第一軟磁性リング７０は、図１に示すように永久磁石６３を包囲する形状に限らず、永久磁石６３の下面（磁極面）に沿って平らに延びる円盤状に形成され、第一磁路柱部７２を第一磁路先端部７１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第二磁路柱部８２を図１に示すように第二磁路先端部８１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。
【００４８】
また、第二軟磁性リング８０は、平らな円盤状に形成され、第二磁路柱部８２を第二磁路先端部８１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第一磁路柱部７２を図１に示すように第一磁路先端部７１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。
【００４９】
樹脂モールド８７は、金型に組付け部材７７と第一、第二軟磁性リング７０、８０を配置した状態で、金型に溶解した熱可塑性樹脂を流し込み、この樹脂を冷却して固化させることにより形成される。なお、樹脂モールド８７を形成する樹脂は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂、反応硬化性樹脂を用いてもよい。
【００５０】
第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２の外周に接するように設けられる。第一、第二集磁ヨーク９３、９４の間に一対の磁気ギャップ（空隙）９６が形成され、この磁気ギャップ９６に磁気センサ９８が介装される。
【００５１】
第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２の外周面にそれぞれ接合するブロック状に形成され、磁気ギャップ９６を画成する一対の集磁凸部９３ａ、９４ａを有する。集磁凸部９３ａ、９４ａの端面は互いに平行に対峙する平面状に形成される。
【００５２】
磁気検出手段として設けられる磁気センサ９８は磁気検出素子としてホール素子が用いられ、磁気ギャップ９６の磁場の大きさと方向に応じたセンサ信号が信号線９７を介して取り出される。磁気検出素子はこれを通過する磁束密度に応じた電圧をセンサ信号として出力するものである。後述するように、磁気センサ９８は磁気検出素子の出力電圧を増幅し、オフセット量を加える処理が行われ、これら処理が行われたセンサ信号を出力する。
【００５３】
磁気センサ９８はハウジング３０にセンサホルダ３９を介して取り付けられる。磁気センサ９８の信号線９７はセンサホルダ３９に接続される図示しない配線を介してコントローラに接続される。
【００５４】
次に、トルクセンサ５０がトーションバー５１に働く操舵トルクを検出する作用について説明する。
【００５５】
トーションバー５１にトルクが働かない中立状態において、第一、第二軟磁性リング７０、８０の第一、第二磁路先端部７１、８１が、それぞれ永久磁石６３のＮ極及びＳ極に同一面積を持って対峙して両者を磁気短絡し、磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれない。
【００５６】
運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に一方向のトルクが働く場合、トーションバー５１がこのトルクの方向に応じて捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙し、永久磁石６３からの磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第一磁路先端部７１→第一磁路柱部７２→第一磁路環部７３→第一集磁リング９１→第一集磁ヨーク９３→第二集磁ヨーク９４→第二集磁リング９２→第二磁路環部８３→第二磁路柱部８２→第二磁路先端部８１→Ｓ極となる。
【００５７】
運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に逆方向のトルクが働く場合、トーションバー５１が逆方向に捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙し、磁束が上記の磁気経路と逆の磁気経路にて導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第二磁路先端部８１→第二磁路柱部８２→第二磁路環部８３→第二集磁リング９２→第二集磁ヨーク９４→第一集磁ヨーク９３→第一集磁リング９１→第一磁路環部７３→第一磁路柱部７２→第一磁路先端部７１→Ｓ極となる。
【００５８】
このようにトーションバー５１がこれに働くトルクに応じてトーションバー５１の捩れ変形し、第一、第二磁路先端部７１、８１が永久磁石６３のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きくなると、磁気センサ９８に導かれる磁束密度が大きくなり、磁気センサ９８からこのトルクに応じた信号が出力される。
【００５９】
なお、永久磁石６３の一端面に形成される磁極数は、２個以上の範囲で任意に設定される。永久磁石６３に対峙する第一、第二軟磁性リング７０、８０の面積が同じ条件において、磁極数を増やすことにより、磁気センサ９８に導かれる磁束密度を高められる。
【００６０】
磁気検出手段として設けられる磁気センサ９８は、磁場の大きさと方向に応じた電圧を出力する磁気検出素子（ホール素子）と、この磁気検出素子の出力電圧を設定されたゲイン（増幅率）によって増幅する増幅手段と、増幅された出力電圧に設定されたオフセット電圧を加えるオフセット手段とを備え、これらの処理が行われたセンサ信号を出力する。
【００６１】
本実施の形態では、増幅手段とオフセット手段とは、磁気センサ９８に内部回路として設けられるが、これに限らず磁気センサ９８からのセンサ信号を入力するコントローラ等に磁気センサ９８の外部回路として設けても良い。
【００６２】
増幅手段は、磁気検出素子の出力電圧に設定されたゲインを積算する。ゲインは、トーションバー５１の捩れ角度に対する磁気検出素子の出力電圧の変化量に応じて設定される。
【００６３】
オフセット手段は、増幅された出力電圧に対して設定されたオフセット電圧を加算する。オフセット電圧は、トーションバー５１の捩れ角度が零となる中立状態で出力される出力電圧に応じて設定される。
【００６４】
トルクセンサ５０の製造時、組立工程においてトルクセンサ５０の組立てが終了した後、出力調整工程において磁気検出素子の出力電圧特性を検出し、この出力電圧特性に応じてゲインとオフセット電圧をそれぞれ設定する出力調整が行われる。
【００６５】
出力調整工程では、トーションバー５１を捩れ変形させる図示しない駆動ツールと、トーションバー５１の捩れ変形時に検出される磁気検出素子の出力電圧特性に応じてゲインとオフセット電圧を設定する図示しない調整ツールとが用いられる。
【００６６】
駆動ツールは、第一シャフト１０と第二シャフト２０を相対回転させてトーションバー５１を捩れ変形させるものである。
【００６７】
調整ツールは、トーションバー５１の捩れ角度と磁気検出素子の出力電圧との関係に基づいてゲインとオフセット電圧を算出し、算出されたゲインとオフセット電圧を磁気センサ９８に記憶させるものである。
【００６８】
次に、ゲインとオフセット電圧を算出する方法について説明する。
【００６９】
図５に破線で示す理想出力直線は、ゲインとオフセット電圧が適正に設定された出力電圧の特性である。磁気センサ９８はこの理想出力直線に基づいて磁気検出素子の出力電圧に応じたセンサ信号を出力することが望ましい。
【００７０】
図５において実線で示す特性は、トーションバー５１を一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させる往復路で検出される磁気検出素子の出力電圧が変化する様子を表している。
【００７１】
この往復路で検出される磁気検出素子の出力電圧は、トーションバー５１の捩り角に応じて増減するヒステリシス成分を持つ。このヒステリシス成分は、軟磁性体からなる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０とに残留する磁力によって生じる。
【００７２】
サンプル値Ａは、トーションバー５１を一方向に捩れ変形させてストッパ部１３とストッパ受け部２３とが互いに当接した第一折り返し点で検出される出力電圧である。
【００７３】
サンプル値Ｃは、第一折り返し点からトーションバー５１を逆方向に捩れ変形させてストッパ部１３とストッパ受け部２３とが互いに当接した第二折り返し点で検出される出力電圧である。
【００７４】
トーションバー５１を一方向に捩れ変形させる往路で検出される磁気検出素子の出力電圧の特性（実線）は、理想出力直線（破線）に対して正のヒステリシス成分を持つ。
【００７５】
トーションバー５１を逆方向に捩れ変形させる復路で検出される磁気検出素子の出力電圧の特性（実線）は、理想出力直線（破線）に対して負のヒステリシス成分を持つ。
【００７６】
トーションバー５１が最大に捩れる第一折り返し点と第二折り返し点において検出されるサンプル値Ａ、Ｃのヒステリシス成分は零となる。
【００７７】
磁気センサ９８の出力調整工程で行われるゲインを設定する処理として、第一折り返し点と第二折り返し点とにおいてそれぞれ検出される出力電圧の差（Ａ−Ｃ）に応じてゲインを算出するステップを行う。
【００７８】
このように、第一折り返し点と第二折り返し点における出力電圧の差（Ａ−Ｃ）に応じて算出されるゲインは、ヒステリシス成分が含まれず、高い精度が確保される。
【００７９】
往路中立点サンプル値Ｂは、第一折り返し点から第二折り返し点へとトーションバー５１を一方向に捩れ変形させる往路にてトーションバー５１に捩れが生じない第一中立点で検出される出力電圧である。
【００８０】
復路中立点サンプル値Ｄは、第二折り返し点から第一折り返し点へとトーションバー５１を逆方向に捩れ変形させる復路にてトーションバー５１に捩れが生じない第二中立点で検出される出力電圧である。
【００８１】
トーションバー５１の捩れ方向が変わる第一中立点において検出される往路中立点サンプル値Ｂは正のヒステリシス成分が最大になり、同じく捩れ方向が変わる第二中立点において検出される復路中立点サンプル値Ｄは負のヒステリシス成分が最大になる。
【００８２】
磁気センサ９８の出力調整工程で行われるオフセット電圧を設定する処理として、次のステップを順に行う。
【００８３】
１．トーションバー５１を一方向に捩れ変形させる往路にてトーションバー５１に捩れが生じない第一中立点で検出される出力電圧を往路中立点サンプル値Ｂとして検出するステップ。
【００８４】
２．トーションバー５１を逆方向に捩れ変形させる復路にてトーションバー５１に捩れが生じない第二中立点で検出される出力電圧を復路中立点サンプル値Ｄとして検出するステップ。
【００８５】
３．オフセット電圧を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値（Ｂ＋Ｄ）／２として算出するステップ。
【００８６】
このように、第一中立点と第二中立点において検出される往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値（Ｂ＋Ｄ）／２として算出されるオフセット電圧は、往路中立点サンプル値Ｂに含まれる正のヒステリシス成分と、復路中立点サンプル値Ｄに含まれる負のヒステリシス成分とが相殺され、ヒステリシス成分による中点出力誤差を小さくできる。
【００８７】
トルクセンサ５０の製造時に、磁気センサ９８は、図示しない調整ツールを用いて求められるゲインとオフセット電圧とがそれぞれ記憶される。こうしてトルクセンサ５０は、製品毎にゲインとオフセット電圧をそれぞれ設定する出力調整が行われる。
【００８８】
トルクセンサ５０は、車両に搭載された状態において、前述したように作動し、トーションバー５１が第一シャフト１０に入力される操舵トルクを第二シャフト２０に伝えるとともに、この操舵トルクに応じて捩れ変形し、磁気センサ９８の出力に基づいてトーションバー５１に働く操舵トルクを計測する。
【００８９】
トルクセンサ５０の作動時、磁気センサ９８は、設定されたゲインによって磁気検出素子の出力電圧を補正することにより、トーションバー５１の捩れ角度の変化量に対するセンサ信号の変化量が一定になる。同じくトルクセンサ５０の作動時、磁気センサ９８は、設定されたオフセット電圧によって磁気検出素子の出力電圧を補正することにより、トーションバー５１の捩れ角度が零となる中立点で出力されるセンサ信号のバラツキが的確に抑えられ、トルクセンサ５０の検出精度を高められる。
【００９０】
以上のように本実施の形態は、二つの軸間にて伝達されるトルクに応じて捩れ変形するトーションバー５１と、このトーションバー５１の一端と共に回転する磁気発生部６０と、トーションバー５１の他端と共に回転する回転磁気回路部６９と、磁気発生部６０から回転磁気回路部６９に導かれる磁束密度に応じた電圧を出力する磁気検出素子と、この磁気検出素子の出力電圧に設定されたオフセット電圧を加えるオフセット手段とを備えるトルクセンサ５０の出力調整方法であって、トーションバー５１を一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させ、トーションバー５１を一方向に捩れ変形させる往路にてトーションバー５１に捩れが生じない第一中立点で検出される磁気検出素子の出力電圧を往路中立点サンプル値Ｂとして検出するステップと、トーションバー５１を逆方向に捩れ変形させる復路にてトーションバー５１に捩れが生じない第二中立点で検出される磁気検出素子の出力電圧を復路中立点サンプル値Ｄとして検出するステップと、オフセット電圧を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値（Ｂ＋Ｄ）／２として算出するステップとを行うことを特徴とする。
【００９１】
上記構成に基づき、トーションバー５１を一方向に捩れ変形させた後に逆方向に捩れ変形させる往路と復路の両方で往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄを検出し、オフセット電圧を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値（Ｂ＋Ｄ）／２として算出することにより、ヒステリシス成分による中点出力誤差を小さくできる。トルクセンサ５０の作動時、こうして算出されたオフセット電圧に基づいて磁気検出素子の出力電圧が補正されることにより、センサ信号のヒステリシス成分による出力バラツキを有効に抑えられ、トルクセンサ５０の検出精度を高められる。
【００９２】
これに対して、図６は、参考例として磁気センサの出力特性を示す線図である。図６にて破線で示す理想出力直線は、復路の第二中立点において検出される復路中立点サンプル値Ｄのみに基づいてオフセット電圧を算出したものである。この場合、理想出力直線は、実線で示す実際の出力特性に対して特に往路の第一中立点で（Ｂ−Ｄ）の誤差が生じ、トルクセンサ５０の検出精度が悪化する。
【００９３】
本実施の形態は、オフセット電圧を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの平均値（Ｂ＋Ｄ）／２として算出することにより、上記（Ｂ−Ｄ）の誤差を半減できる。
【００９４】
また、第一折り返し点と第二折り返し点におけるサンプル値Ａ、Ｃのみに基づいて理想出力直線を設定することも考えられるが、この場合、実際の出力特性の直線性が悪いと、中間出力値が理想値から大きく外れる恐れがある。
【００９５】
また、磁気センサ９８の出力調整工程で往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄとに基づいてトルクセンサ５０の異常を判定する処理として、次のステップを順に行う。
【００９６】
１．トーションバー５１を一方向に捩れ変形させる往路にてトーションバー５１に捩れが生じない第一中立点で検出される出力電圧を往路中立点サンプル値Ｂとして検出するステップ。
【００９７】
２．トーションバー５１を逆方向に捩れ変形させる復路にてトーションバー５１に捩れが生じない第二中立点で検出される出力電圧を復路中立点サンプル値Ｄとして検出するステップ。
【００９８】
３．最大ヒステリシス幅を往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの差（Ｂ−Ｄ）として算出するステップ。
【００９９】
４．最大ヒステリシス幅（Ｂ−Ｄ）が基準値を超える場合をトルクセンサ５０の異常と判定するステップ。
【０１００】
本実施の形態では、往路中立点サンプル値Ｂと復路中立点サンプル値Ｄの差（Ｂ−Ｄ）を最大ヒステリシス幅として算出するステップと、算出される最大ヒステリシス幅（Ｂ−Ｄ）に応じてトルクセンサ５０の異常を判定するステップとを行うことを特徴とする。
【０１０１】
上記構成に基づき、中立点における最大ヒステリシス幅（Ｂ−Ｄ）に応じて、軟磁性体からなる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０とに残留する磁力が過大になる異常時や、磁気センサ９８の異常時を的確に判定することができ、トルクセンサ５０の品質向上がはかれる。
【０１０２】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明のトルクセンサは、車両のパワーステアリング装置等、二つの軸間のトルクを検出するものに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置の断面図である。
【図２】同じくパワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図３】同じく（ａ）は回転磁気回路部の分解斜視図であり、（ｂ）は回転磁気回路部の斜視図である。
【図４】同じくトルクセンサの断面図である。
【図５】同じく磁気センサの出力特性を示す線図である。
【図６】参考例として磁気センサの出力特性を示す線図である。
【符号の説明】
【０１０５】
５０    トルクセンサ
５１    トーションバー
６０    磁気発生部
６９    回転磁気回路部
９８    磁気センサ
【図１】
2010002382.tif 000003
【図２】
2010002382.tif 000004
【図３】
2010002382.tif 000005
【図４】
2010002382.tif 000006
【図５】
2010002382.tif 000007
【図６】
2010002382.tif 000008