(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの操舵トルクの出力に応じて操舵力を補うモータを駆動する電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクの出力を検出するトルクセンサと、
前記トルクセンサの出力信号をトルク信号に変換する変換回路と、
前記変換回路と前記トルクセンサとの組み付け前における前記変換回路の回路補正データを取得し記憶する第１の補正データ記憶手段と、
前記変換回路と前記トルクセンサとの組み付け後における前記トルクセンサのセンサ補正データを取得し記憶する第２の補正データ記憶手段と、
前記回路補正データおよび前記センサ補正データに基づいて前記トルク信号を補正するトルク信号補正手段と、
を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
【請求項２】
前記回路補正データは、異なる２値における前記変換回路の周囲温度において取得され、
前記センサ補正データは、１値における前記トルクセンサの周囲温度において取得されることを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。
【請求項３】
前記トルク信号補正手段は、
前記回路補正データに基づく補正を行う回路特性補正手段と、
前記センサ補正データに基づく補正を行うセンサ特性補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の電気式動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気式動力舵取装置に関し、例えば車両のハンドルの操舵トルクの出力に応じて操舵力を補うモータを駆動する電気式動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電気式動力舵取装置では、例えば図１１に示すような操舵機構７０を備えたものが知られており、この操舵機構７０には操舵トルクの検出を目的としたトルクセンサ７１が一般に用いられている。
まず、操舵機構７０の構造について説明すると、操舵機構７０には、図示しない車両の操舵ハンドルに連結された中空のシャフト７２が備えられており、このシャフト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が設けられている。
【０００３】
一方、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、このトーションバー７５の上端はピン７６によってシャフト７２と結合され、また下端はシャフト７４の凹部とスプライン係合している。また、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。さらに、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トルク検出コイル７９が設けられている。
【０００４】
これにより、操舵ハンドルの操作によりシャフト７２にトルクが伝わると、トーションバー７５がねじれることによってシャフト７２とシャフト７４との間で相対変位が生じることから、センサリング７７、７８のオーバラップ量が変位し、後述するインダクタンスが変化する。したがって、操舵トルクに応じた信号がトルク検出コイル７９より得られ、このトルク検出コイル７９に接続されたインターフェース回路部（以下「Ｉ／Ｆ回路部」という。）８０を経て図示しないマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という。）にトルク信号として出力される。
【０００５】
次に、Ｉ／Ｆ回路部８０の動作を図１２に基づいて説明すると、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、このレギュレータ回路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、この正弦波信号をトルク検出コイル７９に印加する。すると、トルク検出コイル７９の両端には、トルク検出コイル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、この振幅に比例した直流電圧を有する信号に変換することができ、加算回路８７に入力される。
【０００６】
また、トルク検出コイル７９の両端に発生した正弦波電圧は、温度補償回路８８にも入力されるため、トルク検出コイル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、こ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Ａ／Ｄ変換回路へ出力される。そして、デジタル信号に変換されたデジタル信号は、Ａ／Ｄ変換回路から車両に設けられたマイコンへ出力されるため、マイコンでは入力されたデジタル信号の大きさに基づいて操舵機構の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をモータへ出力して操舵機構のアシストが行われる。
【０００７】
ここで、前述したように、トルクセンサ７１はセンサリング７７、７８のオーバラップ量の変位によりインダクタンスを変化させて操舵トルクに応じた信号を出力しているため、機械的な加工精度による誤差や磁性体材料の特性上のバラツキ等によって出力特性の均一化が困難である。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等はアナログ回路であるから、半導体素子による特性上のバラツキ等によってもトルク信号の出力に変動を生じ得るため、出力特性の均一化を一層困難にしている。したがって、このような要因によるＩ／Ｆ回路部８０から出力されるトルク信号の変動は、マイコンによる操舵のアシスト量の変動につながるところ、ハンドル操作中の違和感に結びつくおそれがあったため、スケーリング回路８９や出力アンプ回路９０では、ポテンショメータ８９ａ、９０ａを設けることによってこれらの特性の微調整を可能にし、かかる違和感の解消を図っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の電気式動力舵取装置によると、前述したようなトルクセンサ７１の出力特性のバラツキやスケーリング回路８９や出力アンプ回路９０等の特性のバラツキを、スケーリング回路８９や出力アンプ回路９０に設けたポテンショメータ８９ａ、９０ａの微調整によって吸収しているため、Ｉ／Ｆ回路部８０等の調整工数が各装置ごとに必要にならざるを得ないという新たなる問題を生じている。
【０００９】
また、本出願人による特願平１０−２６３９８８号にて提案したような完全な二重系からなる故障検出回路を備えたものでは、各トルクセンサ、Ｉ／Ｆ回路部ごとに特性を揃えることをさらに要求されるため、ポテンショメータ８９ａ、９０ａによる微調整の他に、それぞれを構成する部品等の選別や組合せをも必要になるという問題が生ずる。
【００１０】
さらに、従来の電気式動力舵取装置よれば、トルクセンサ７１の出力特性は、トルク検出コイル７９の周囲温度の変化によるインダクタンスの変化によっても変動することから、温度補償回路８８を必要とするが、このトルクセンサ７１の近傍に配設されるＩ／Ｆ回路部８０もその周囲温度の変化により回路特性が変動し得るため、その温度変化をも補償する回路を設ける必要が新たに生じ、Ｉ／Ｆ回路部８０の複雑化という問題をさらに招く。
【００１１】
さらにまた、前述した操舵機構７０の如く、トルクセンサ７１とＩ／Ｆ回路部８０とがほぼ一体となって操舵機構７０に内蔵されているものでは、本来、他の電子装置等の中に組み込むことが可能なＩ／Ｆ回路部８０が、別体に構成されるためコスト低減の妨げになるという問題も併せ持っている。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、トルク信号に変換する変換回路の調整工数を削減し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の電気式動力舵取装置では、
ハンドルの操舵トルクの出力に応じて操舵力を補うモータを駆動する電気式動力舵取装置であって、
前記操舵トルクの出力を検出するトルクセンサと、
前記トルクセンサの出力信号をトルク信号に変換する変換回路と、
前記変換回路と前記トルクセンサとの組み付け前における前記変換回路の回路補正データを取得し記憶する第１の補正データ記憶手段と、
前記変換回路と前記トルクセンサとの組み付け後における前記トルクセンサのセンサ補正データを取得し記憶する第２の補正データ記憶手段と、
前記回路補正データおよび前記センサ補正データに基づいて前記トルク信号を補正するトルク信号補正手段と、
を備えることを技術的特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の電気式動力舵取装置では、請求項１において、
前記回路補正データは、異なる２値における前記変換回路の周囲温度において取得され、
前記センサ補正データは、１値における前記トルクセンサの周囲温度において取得されることを技術的特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項３の電気式動力舵取装置では、請求項１または２において、
前記トルク信号補正手段は、
前記回路補正データに基づく補正を行う回路特性補正手段と、
前記センサ補正データに基づく補正を行うセンサ特性補正手段と、
を備えることを技術的特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明では、トルクセンサにより検出された操舵トルクの出力は、変換回路によりトルク信号に変換され、さらにトルク信号補正手段によって、第１の補正データ記憶手段により取得された回路補正データおよび第２の補正データ記憶手段により取得されたセンサ補正データに基づいて補正される。つまり、ハンドルの操舵トルクはトルクセンサにより検出された後、変換回路によりトルク信号に変換され、さらにトルク信号補正手段により補正される。
【００１７】
請求項２の発明では、第１の補正データ記憶手段により取得され記憶される回路補正データは、異なる２値における変換回路の周囲温度において取得され、第２の補正データ記憶手段により取得され記憶されるセンサ補正データは、１値におけるトルクセンサの周囲温度において取得される。つまり、回路補正データは２値の周囲温度で、またセンサ補正データは１値の周囲温度で、それぞれ取得され記憶される。
【００１８】
請求項３の発明では、トルク信号補正手段は、回路特性補正手段とセンサ特性補正手段とを備えることから、変換回路の回路補正データに基づく補正は回路特性補正手段が行い、トルクセンサのセンサ補正データに基づく補正はセンサ特性補正手段が行う。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気式動力舵取装置の実施形態について図１〜図１２を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態による電気式動力舵取装置を用いた操舵機構のトルクセンサおよびそのＩ／Ｆ回路を図１１および図１２に基づいて説明する。
本実施形態による電気式動力舵取装置は、主に、操舵機構、トルクセンサおよびＩ／Ｆ回路部（変換回路）によって構成されており、次の▲１▼〜▲４▼に挙げる４点ついて前述した従来の電気式動力舵取装置と異なる。なお、他の構成部分については、ぼほ同一であるため、その説明を省略する。
【００２０】
▲１▼操舵機構にはＩ／Ｆ回路部が内蔵されない点、即ち、図１１に示す従来の操舵機構７０に内蔵されているＩ／Ｆ回路部８０が、本実施形態に係る操舵機構には内蔵されておらず、他の電子装置、例えばマイコンによる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という。）の一部として構成されている。これは、後述するマイコンによる一連のトルクセンサ信号処理を回路部特性補正処理とセンサ部特性補正処理とに分けることによって、両者を全く独立させてそれぞれの補正を行うことができるため、トルクセンサ７１とＩ／Ｆ回路部８０との分離を可能にしたことによるものである。
【００２１】
▲２▼Ｉ／Ｆ回路部を構成する各回路には組み付け後に微調整を要するポテンショメータ等が設けられていない点、即ち、図１２に示す従来の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に設けられているポテンショメータ８９ａ、９０ａが、本実施形態に係るＩ／Ｆ回路部には設けられていない。これは、マイコンによる一連のトルクセンサ信号処理によって、トルクセンサやＩ／Ｆ回路部の特性上のバラツキが補正されるため、これらのバラツキによるＩ／Ｆ回路部のハードウェア的な微調整箇所の廃止を可能したことによるものである。
【００２２】
▲３▼Ｉ／Ｆ回路部にはアナログ回路の回路温度を測定する温度センサが設けられている点、即ち、Ｉ／Ｆ回路部を構成するスケーリング回路や出力アンプ回路等の回路温度を測定可能な温度センサ（例えばサーミスタ）が設けられており、この温度センサからの回路温度ｔｈが図示しないＡ／Ｄ変換回路を介してＩ／Ｆ回路部から取り込まれる。この回路温度ｔｈは、後述する回路部特性補正処理によって適正化演算処理が施され、トルク信号Ｔおよび温度特性信号（以下「温特信号」という。）Ｖｔ  を補正演算する際の温度パラメータｔｃ  として用いられる。
【００２３】
▲４▼Ｉ／Ｆ回路部にはトルクセンサのコイル温度を検出する温度検出回路が設けられている点、即ち、トルクセンサを構成するトルク検出コイルのコイル温度を検出可能な温度検出回路が設けられており、この温度検出回路によって検出された温特信号Ｖｔ  もＡ／Ｄ変換回路を介してＩ／Ｆ回路部から取り込まれる。この温特信号Ｖｔ  は、回路部特性補正処理、センサ部特性補正処理、量子化変換処理によって補正演算処理および適正化演算処理が施され、温特信号Ｖｔ  を補正演算する際の温度パラメータＶｔｓａ  として用いられる。
【００２４】
図１に示すように、電気式動力舵取装置におけるトルクセンサ信号処理は、回路部特性補正処理、センサ部特性補正処理および量子化変換処理により構成されており、図示しないＡ／Ｄ変換回路を介してＩ／Ｆ回路部から取り込まれるトルク信号Ｔを順次、リアルタイムに処理することによってトルク信号Ｔを逐次補正している。つまり、所定タイミングごとに実行される割り込み処理によって、Ａ／Ｄ変換回路を介してトルク信号出力を取り込むとともに取り込んだトルク信号Ｔのパルス幅（周期）を検出し、図５〜図７に示す回路部特性補正処理（Ｓ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０５、Ｓ２０１、Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ３０１、Ｓ３０３）、センサ部特性補正処理（Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１１１、Ｓ２０７）および量子化変換処理（Ｓ１１３、Ｓ１１５、Ｓ２０９、Ｓ２１１）を順次、リアルタイムに行い、トルク信号Ｔを逐次補正している。なお、回路部特性補正処理は、特許請求の範囲に記載の「トルク信号補正手段」および「回路特性補正手段」に相当し、またセンサ部特性補正処理は、特許請求の範囲に記載の「トルク信号補正手段」および「センサ特性補正手段」に相当する。以下、回路部特性補正処理、センサ部特性補正処理、量子化変換処理の順に説明する。
【００２５】
（１）  回路部特性補正処理
図１および図２に示すように、回路部特性補正処理は、トルク信号Ｔを補正演算する処理（トルク信号回路部オフセット補正２１、トルク信号回路部傾き補正２２、トルク信号回路部非線形補正２３）と、回路温度ｔｈを算出演算する処理（電圧から温度に変換する処理２４、１００ケ加重平均処理２５）と、温特信号Ｖｔ  を補正演算する処理（温特信号回路部オフセット補正２６、温特信号回路部傾き補正２７、温特信号回路部非線形補正２８）と、により構成されている。つまり、Ａ／Ｄ変換回路を介してＩ／Ｆ回路部より取り込まれたトルク信号Ｔ、回路温度ｔｈおよび温特信号Ｖｔ  にそれぞれ所定の補正演算を施すことによって、Ｉ／Ｆ回路部のアナログ回路特有のバラツキを補正するものである。
【００２６】
図２および図５に示すように、まずトルク信号Ｔは、トルク信号回路部オフセット補正２１によって、後述する処理により予め記憶しておいた２０℃の時のトルク信号に対するズレ量Ｔ（２０）を加算してＴ１  を求める（図５に示すＳ１０１）。続いて、この求めたＴ１  に対してＩ／Ｆ回路部自体の温度特性による傾き補正をトルク信号回路部傾き補正２２によって行い、Ｉ／Ｆ回路部の回路温度ｔｈに対するズレ量Ｋ１（ｔｃ）を加算してＴ２  を求める（図５に示すＳ１０３）。このズレ量の傾きＫ１  も後述する処理により予め求めて記憶しておいたもので、回路温度ｔｈにより変動する温度ｔｃ  をパラメータとするものである。また、回路温度ｔｈが１００℃を超える場合には補正によりオフセットする傾きΔＴ２（ｔｃ）  が非線形な領域では、トルク信号回路部非線形補正２３によってその補正を行い、Ｔ２  にさらにΔＴ２（ｔｃ）  を加算してＴ３  を求める（図５に示すＳ１０５）。この非線形補正は、予め測定したデータに基づき作成されたマップデータによって行われるものである。
【００２７】
図２および図６に示すように、温特信号Ｖｔ  もトルク信号Ｔと同様の補正演算処理が施される。つまり、温特信号Ｖｔ  は、温特信号回路部オフセット補正２６によって、予め記憶しておいた２０℃の時の温特信号に対するズレ量Ｖｔ  （２０）を加算してＶｔ１を求め（図６に示すＳ２０１）、続いて、Ｖｔ１に対してＩ／Ｆ回路部自体の温度特性による傾き補正を温特信号回路部傾き補正２７によって行い、Ｉ／Ｆ回路部の回路温度ｔｈに対するズレ量Ｋ２（ｔｃ）を加算してＶｔ２を求める（図６に示すＳ２０３）。このズレ量の傾きＫ２  も前述のＫ１  と同様、回路温度ｔｈにより変動する温度ｔｃ  をパラメータとするものである。また、回路温度ｔｈが１００℃を超える場合には補正によりオフセットする傾きΔＶｔ２（ｔｃ）が非線形な領域では、温特信号回路部非線形補正２８によってその補正を行い、Ｖｔ２にさらにΔＶｔ２（ｔｃ）を加算してＶｔ３を求める（図６に示すＳ２０５）。この非線形補正も、予め測定したデータに基づき作成されたマップデータによって行われる。
【００２８】
図２および図７に示すように、回路温度ｔｈは、電圧から温度に変換する処理２４（図７に示すＳ３０１）によって温度ｔｃ０に変換された後、１００ケ加重平均処理２５（図７に示すＳ３０３）によって適正化された温度ｔｃ  として求められる。つまり、電圧から温度に変換する処理２４では、予め測定した電圧に対する温度データに基づき作成されたマップデータによって回路温度ｔｈの電圧値に対する温度ｔｃ０の変換が行われ、また１００ケ加重平均処理２５では、所定の重みづけにより加重平均をとって適正化された温度ｔｃ  が求められる。
【００２９】
（２）  センサ部特性補正処理
図１および図３に示すように、センサ部特性補正処理は、トルク信号Ｔを補正演算する処理（トルク信号センサ部オフセット補正３１、トルク信号センサ部インダクタンス補正３２、トルク信号センサ部温度補正３３）と、温特信号Ｖｔ  を補正演算する処理（温特信号センサ部オフセット補正３４）と、により構成されている。つまり、回路部特性補正処理により補正演算処理されたトルク信号Ｔ３  および温特信号Ｖｔ３にそれぞれ所定の補正演算を施すことによって、トルクセンサの機械的な加工精度によるバラツキやインダクタ特有の温度特性を補正するものである。
【００３０】
図３および図５に示すように、トルク信号Ｔ３  は、トルク信号センサ部オフセット補正３１によって、後述する処理により予め記憶しておいた例えば常温の時のトルク信号に対するズレ量Ｔ３（常温）  を加算してＴ４  を求める（図５に示すＳ１０７）。続いて、この求めたＴ３  に対してトルクセンサのトルク検出コイル自体の温度特性による傾き補正をトルク信号センサ部インダクタンス補正３２によって行い、トルクセンサの機械的な加工精度によるインダクタンスのバラツキ量Ｋ７（Ｔ７）を乗算してＴ５  を求める（図５に示すＳ１０９）。この傾きＫ７（Ｔ７）も後述する処理により予め求めて記憶しておいたもので、インダクタンス補正のための係数Ｔ７  をパラメータとするものである。さらに続いて、トルク信号センサ部温度補正３３によってＴ５  に対する補正を行い、トルク検出コイルの温度に対するインダクタンスのズレ量ΔＴ５（Ｖｔｓａ）を加算してＴ６  を求める（図５に示すＳ１１１）。このトルク検出コイルの温度Ｖｔｓａ  は、量子化変換処理により求められるものである。
【００３１】
図２および図６に示すように、温特信号Ｖｔ３もトルク信号Ｔ３  と同様の補正演算処理が施される。つまり、温特信号Ｖｔ３は、温特信号センサ部オフセット補正３４によって、後述する処理により予め記憶しておいた例えば常温の時の温特信号に対するズレ量Ｖｔ３（常温）  を加算しＶｔ４  を求める（図６に示すＳ２０７）。
【００３２】
（３）  量子化変換処理
図１および図４に示すように、量子化変換処理は、トルク信号Ｔを変換演算する処理（周期からトルクに変換する処理４１、トルク値４２、１００ケ加重平均４３）と、温特信号Ｖｔ  を変換演算する処理（電圧から温度に変換する処理４４、１００ケ加重平均４５）と、により構成されている。つまり、センサ部特性補正処理によって補正演算処理されたトルク信号Ｔ６  および温特信号Ｖｔ４にそれぞれ所定の量子化変換演算を施すことによって、トルク信号から適正化されたトルク値、あるいは温特信号から適正化された温度に変換するものである。
【００３３】
図４および図５に示すように、トルク信号Ｔ６  は、周期からトルクに変換する処理４１によって、予め記憶されているマップデータによってトルク値４２（ｔｑ１００  ）が求められる（図５に示すＳ１１３）。そして、この求めたトルク値ｔｑ１００  を１００ケ加重平均処理４３することによって、所定の重みづけにより加重平均をとって適正化されたトルク値が求められ、マイコンによりリアルタイムに演算処理されるトルク信号Ｔの一連のトルクセンサ信号処理が終了する。
【００３４】
図４および図６に示すように、温特信号Ｖｔ４は、前述した回路温度ｔｈと同様に電圧から温度に変換する処理４４（図６に示すＳ２０９）によって温度Ｖｔｓに変換された後、１００ケ加重平均処理４５（図６に示すＳ２１１）によって適正化された温度Ｖｔｓａ  として求められる。つまり、電圧から温度に変換する処理４４では、予め記憶されているマップデータによって温特信号Ｖｔ４の電圧値に対する温度Ｖｔｓの変換が行われ、また１００ケ加重平均処理４５では、所定の重みづけにより加重平均をとって適正化された温度Ｖｔｓａ  が求められる。この求められた温度Ｖｔｓａ  は、前述したトルク信号センサ部温度補正３３（図５に示すＳ１１１）において温度パラメータとして用いられるものである。
【００３５】
次に、既に説明した回路部特性補正処理およびセンサ部特性補正処理を行うため、予め処理結果をＥＣＵ等のメモリに記憶する処理について説明する。
図２、図８および図９に示すように、回路部特性補正処理に関するものとして組み付け前の回路部単体のデータ取得処理がある。これは、Ｉ／Ｆ回路部が完成した時点で、トルクセンサとは別個にＩ／Ｆ回路部単体で行うものであり、例えばＩ／Ｆ回路部の温度エージング工程やバーンイン検査工程等における恒温環境下において行われるものである。本実施形態では、２０℃と８０℃において行う例を説明するが、この温度設定は一例を挙げたにすぎず、少なくとも２値の温度であればこの温度に限定されるものではない。なお、この処理は、トルクセンサおよびＩ／Ｆ回路部が、車両にそれぞれ組み付けられる前に行われるもので、特許請求の範囲に記載の「第１の補正データ記憶手段」に相当するものである。また、以下説明するトルク信号Ｔ（２０）、トルク信号Ｔ（８０）、温特信号Ｖｔ（２０）  および温特信号Ｖｔ（８０）  は、特許請求の範囲に記載の「回路補正データ」に相当するものである。
【００３６】
図８に示すように、組み付け前の回路部単体のトルク信号データ取得処理は、まず２０℃時のトルク信号Ｔ（２０）を取り込む処理から行われる（Ｓ４０１）。この処理は予め基準となる正弦波電圧を周囲温度２０℃のＩ／Ｆ回路部に与えておき、その温度変化によるズレ量をＴ（２０）として得るものである。そして、このズレ量であるトルク信号Ｔ（２０）をメモリの所定番地に格納し（Ｓ４０３）、前述したトルク信号回路部オフセット補正２１の演算処理に用いる。次に８０℃時のトルク信号Ｔ（８０）を取り込む処理を行う（Ｓ４０５）。この処理も予め基準となる正弦波電圧を周囲温度８０℃のＩ／Ｆ回路部に与えて行うもので、そのときのズレ量Ｔ（８０）をメモリの所定番地に格納する（Ｓ４０７）。さらに２０℃のズレ量Ｔ（２０）と８０℃のズレ量Ｔ（８０）とから１℃当たりのズレ量、即ち温度変化に対するズレ量の傾きを算出しＫ１  を求める（Ｓ４０９）。そして、このＫ１  もメモリの所定番地に格納し（Ｓ４１１）、前述したトルク信号回路部傾き補正２２の演算処理のために用いる。
【００３７】
図９に示すように、組み付け前の回路部単体の温特信号データ取得処理も、前述した組み付け前の回路部単体のトルク信号データ取得処理と同様に行われる。まず２０℃時の温特信号Ｖｔ（２０）  を取り込む処理から行われ（Ｓ５０１）、この処理は予め基準となる正弦波電圧を周囲温度２０℃のＩ／Ｆ回路部に与えておき、その温度変化によるズレ量をＶｔ（２０）  として得るもので、前述した図８に示す２０℃時のトルク信号Ｔ（２０）を取り込む処理（Ｓ４０１）と同時に行うことにより効率良く処理することができる。このズレ量であるトルク信号Ｖｔ（２０）  をメモリの所定番地に格納し（Ｓ５０３）、前述した温特信号回路部オフセット補正２６の演算処理に用いる。次に８０℃時の温特信号Ｖｔ（８０）  を取り込む処理を行う（Ｓ５０５）。この処理も予め基準となる正弦波電圧を周囲温度８０℃のＩ／Ｆ回路部に与えて行うもので、この処理も前述した図８に示す８０℃時のトルク信号Ｔ（８０）を取り込む処理（Ｓ４０５）と同時に行うことにより効率良く処理することができる。このズレ量であるＶｔ（８０）  をメモリの所定番地に格納する（Ｓ５０７）。さらに２０℃のズレ量Ｖｔ（２０）  と８０℃のズレ量Ｖｔ（８０）  とから１℃当たりのズレ量、即ち温度変化に対するズレ量の傾きを算出しＫ２  を求める（Ｓ５０９）。そして、このＫ２  もメモリの所定番地に格納し（Ｓ５１１）、前述した温特信号回路部傾き補正２７の演算処理のために用いる。
【００３８】
続いて、図２および図１０に示すように、センサ部特性補正処理に関するものとして実車に組み付け後のデータ取得処理がある。これは、Ｉ／Ｆ回路部およびトルクセンサを車両に組み付けた時点またはその後に行うものであり、例えば車両出荷時の検査工程等における工場内の常温環境下において行われるものである。本実施形態では、工場内の常温において行う例を説明するが、この常温とは、１０℃〜２０℃の温度範囲をいう。またこの温度設定は一例を挙げたにすぎず、少なくとも１値の温度であればこの温度に限定されるものではない。なお、この処理は、トルクセンサおよびＩ／Ｆ回路部が、車両にそれぞれ組み付けられた後に行われるもので、特許請求の範囲に記載の「第２の補正データ記憶手段」に相当するものである。また、以下説明するトルク信号Ｔ３（常温）  および温特信号Ｖｔ３（常温）は、特許請求の範囲に記載の「センサ補正データ」に相当するものである。
【００３９】
図１０（Ａ）  に示すように、実車に組み付け後のトルク信号データ取得処理は、出荷検査時等の工場内の常温時のトルク信号Ｔ３（常温）  を取り込む処理から行われる（Ｓ６０１）。この処理は所定のハンドル基準角となるようなハンドルの操舵トルクを常温環境化のトルクセンサに与えておき、トルクセンサの機械的な加工精度によるバラツキによるズレ量をＴ３（常温）  として得るものである。そして、このズレ量であるトルク信号Ｔ３（常温）  をメモリの所定番地に格納し（Ｓ６０３）、前述したトルク信号センサ部オフセット補正３１の演算処理に用いる。
【００４０】
次に、図１０（Ｂ）  に示すように、実車に組み付け後の温特信号データ取得処理も、出荷検査時等の工場内の常温時の温特信号Ｖｔ３（常温）を取り込む処理から行われる（Ｓ７０１）。この処理も所定のハンドル基準角となるようなハンドルの操舵トルクを常温環境化のトルクセンサに与えておき、トルクセンサのトルク検出コイル、即ちインダクタ特有の温度特性によるズレ量をＶｔ３（常温）として得るものである。そして、このズレ量である温特信号Ｖｔ３（常温）  をメモリの所定番地に格納し（Ｓ７０３）、前述した温特信号センサ部オフセット補正３４の演算処理および次述するインダクタンス補正のための係数演算処理に用いる。
【００４１】
続いて、図１０（Ｃ）  に示すように、インダクタンス補正のための係数演算処理では、図３に示すトルク信号センサ部インダクタンス補正３２に用いる定数Ｋ５  と、前述したインダクタ特有の温度特性によるズレ量をＶｔ３（常温）との積に、常温時のトルク信号Ｔ３（常温）  を加算する演算処理を行い係数Ｔ７  を算出し（Ｓ８０１）、この係数Ｔ７  をメモリの所定番地に格納する（Ｓ７０３）。そして、前述したトルク信号センサ部インダクタンス補正３２に用いる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の電気式動力舵取装置によると、ハンドルの操舵トルクはトルクセンサにより検出された後、Ｉ／Ｆ回路部によりトルク信号に変換され、さらに回路部特性補正処理およびセンサ部特性補正処理により補正される。これにより、トルクセンサやＩ／Ｆ回路部の特性上のバラツキは、２０℃時のトルク信号Ｔ（２０）および温特信号Ｖｔ（２０）  ならびに８０℃時のトルク信号Ｔ（８０）および温特信号Ｖｔ（８０）  に基づいて回路部特性補正処理により補正され、また常温時のトルク信号Ｔ３（常温）  および温特信号Ｖｔ３（常温）に基づいてセンサ部特性補正処理により補正されるため、トルクセンサの出力信号をトルク信号に変換するＩ／Ｆ回路部のハードウェア的な微調整を伴うことなくして、これらのバラツキを吸収することができる。つまり、トルクセンサおよびＩ／Ｆ回路部の機能・性能をソフトウェアによる信号処理に移行することができ、トルクセンサの加工精度の緩和や調整工程の削減、またＩ／Ｆ回路部の機能回路の削減等を実現し得る効果がある。また、これにより、広範囲に亘る温度変動にも高精度な補正を可能にし得る効果がある。
【００４３】
また、本実施形態の電気式動力舵取装置によると、組み付け前の回路部単体のデータ取得処理により取得され記憶されるトルク信号Ｔ（２０）、温特信号Ｖｔ（２０）  、トルク信号Ｔ（８０）および温特信号Ｖｔ（８０）  は、２０℃および８０℃おけるＩ／Ｆ回路部の周囲温度において取得され、また実車に組み付け後のデータ取得処理により取得され記憶されるトルク信号Ｔ３（常温）  および温特信号Ｖｔ３（常温）は、常温におけるトルクセンサの周囲温度において取得される。つまり、トルク信号Ｔ（２０）、Ｔ（８０）、温特信号Ｖｔ（２０）  、温特信号Ｖｔ（８０）  は２０℃および８０℃の周囲温度で、またトルク信号Ｔ３（常温）  、温特信号Ｖｔ３（常温）は常温の周囲温度で、それぞれ取得され記憶される。これにより、少なくとも２つの温度環境（２０℃、８０℃）が用意できれば、トルク信号Ｔ（２０）、Ｔ（８０）、温特信号Ｖｔ（２０）  、Ｖｔ（８０）  を取得し記憶することができるため、例えば温度エージング工程やバーンイン検査工程等における温度環境下においてもこれらの補正データを得ることができる。またトルク信号Ｔ３（常温）  、温特信号Ｖｔ３（常温）は少なくとも１つの温度環境（常温）が用意できれば良いため、例えば工場構内においてこの補正データを得ることができる。したがって、これらの補正データの取得に既存の工程や工場構内を利用できるため、設備コスト等の増加を最小限に抑えたうえで、トルク信号に変換するＩ／Ｆ回路部の調整工数を削減し得る効果がある。
【００４４】
さらに、本実施形態の電気式動力舵取装置によると、回路部特性補正処理とセンサ部特性補正処理と備えることから、Ｉ／Ｆ回路部のトルク信号Ｔ（２０）、Ｔ（８０）、温特信号Ｖｔ（２０）  、Ｖｔ（８０）  に基づく補正は回路部特性補正処理が行い、トルクセンサのトルク信号Ｔ３（常温）  、温特信号Ｖｔ３（常温）に基づく補正はセンサ部特性補正処理が行う。これにより、回路部特性補正処理とセンサ部特性補正処理とは、全く独立してそれぞれ各補正を行うことかできるため、トルクセンサとＩ／Ｆ回路部とを別体に構成してもそれぞれの補正処理によって各補正を行うことができる。したがって、Ｉ／Ｆ回路部をトルクセンサから分離してＥＣＵ等に組み込むことができるため、Ｉ／Ｆ回路部を組み付ける工程を設けることなく、ＥＣＵ等の組み付け工程にてＩ／Ｆ回路部の組み付けができ、製造コスト等を低減し得る効果がある。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明では、トルクセンサにより検出された操舵トルクの出力は、変換回路によりトルク信号に変換され、さらにトルク信号補正手段によって、第１の補正データ記憶手段により取得された回路補正データおよび第２の補正データ記憶手段により取得されたセンサ補正データに基づいて補正される。つまり、ハンドルの操舵トルクはトルクセンサにより検出された後、変換回路によりトルク信号に変換され、さらにトルク信号補正手段により補正される。これにより、トルクセンサや変換回路の特性上のバラツキは、回路補正データおよびセンサ補正データに基づいてトルク信号補正手段により補正されるため、トルクセンサの出力信号をトルク信号に変換する変換回路のハードウェア的な微調整を伴うことなくして、これらのバラツキを吸収することができる。したがって、当該変換回路の調整工数を削減し得る効果がある。
【００４６】
請求項２の発明では、第１の補正データ記憶手段により取得され記憶される回路補正データは、異なる２値における変換回路の周囲温度において取得され、第２の補正データ記憶手段により取得され記憶されるセンサ補正データは、１値におけるトルクセンサの周囲温度において取得される。つまり、回路補正データは２値の周囲温度で、またセンサ補正データは１値の周囲温度で、それぞれ取得され記憶される。これにより、少なくとも２つの温度環境が用意できれば、回路補正データを取得し記憶することができるため、他の既存工程（例えば温度エージング工程やバーンイン検査工程等）における温度環境下においてもこれらの補正データを得ることができる。またセンサ補正データは少なくとも１つの温度環境が用意できれば良いため、例えば常温環境下においてセンサ補正データを得ることができる。したがって、回路補正データおよびセンサ補正データの取得に既存の工程を利用できるため、設備コスト等の増加を最小限に抑えたうえで、トルク信号に変換する変換回路の調整工数を削減し得る効果がある。
【００４７】
請求項３の発明では、トルク信号補正手段は、回路特性補正手段とセンサ特性補正手段と備えることから、変換回路の回路補正データに基づく補正は回路特性補正手段が行い、トルクセンサのセンサ補正データに基づく補正はセンサ特性補正手段が行う。これにより、回路特性補正手段とセンサ特性補正手段は、全く独立してそれぞれ各補正を行うことかできるため、トルクセンサと変換回路とを別体に構成してもそれぞれの補正手段によって各補正を行うことができる。したがって、変換回路をトルクセンサから分離して他の既存電子装置等に組み込むことができるため、製造コスト等を低減し得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電気式動力舵取装置のトルクセンサ信号処理をブロックで示す説明図である。
【図２】図１に示す回路部特性補正処理をブロックで示す説明図である。
【図３】図１に示すセンサ部特性補正処理をブロックで示す説明図である。
【図４】図１に示す量子化変換処理をブロックで示す説明図である。
【図５】本実施形態よるトルク信号演算の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本実施形態よる温特信号演算の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本実施形態よる回路温度演算の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本実施形態よる組み付け前の回路部単体のトルク信号データ取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本実施形態よる組み付け前の回路部単体の温特信号データ取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態よる実車に組み付け後の各データ取得処理の流れを示すフローチャートで、図１０（Ａ）  はトルク信号データを取得するもの、図１０（Ｂ）  は温特データを取得するもの、図１０（Ｃ）  はインダクタンス補正のための係数演算処理を行うものある。
【図１１】従来のトルクセンサが用いられている動力舵取装置の縦断面説明図である。
【図１２】図１１の動力舵取装置に用いられているトルクセンサ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】
２１    トルク信号回路部オフセット補正（トルク信号補正手段、回路特性補正手段）
２２    トルク信号回路部傾き補正（トルク信号補正手段、回路特性補正手段）
２３    トルク信号回路部非線形補正（トルク信号補正手段、回路特性補正手段）
２６    温特信号回路部オフセット補正（トルク信号補正手段、回路特性補正手段）
２７    温特信号回路部傾き補正（トルク信号補正手段、回路特性補正手段）
２８    温特信号回路部非線形補正（トルク信号補正手段、回路特性補正手段）
３１    トルク信号センサ部オフセット補正（トルク信号補正手段、センサ特性補正手段）
３２    トルク信号センサ部インダクタンス補正（トルク信号補正手段、センサ特性補正手段）
３３    トルク信号センサ部温度補正（トルク信号補正手段、センサ特性補正手段）
３４    温特信号センサ部オフセット補正（トルク信号補正手段、センサ特性補正手段）
４１    周期からトルクに変換する処理
４３    １００ケ加重平均処理
４４    電圧から温度に変換する処理
４５    １００ケ加重平均処理
７０    操舵機構
７１    トルクセンサ
８０    Ｉ／Ｆ回路部
【図１】
0003551052.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003551052.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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