(57)【要約】【課題】ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサにオフセットばらつきがあっても、操舵トルクを精度良く検出できるようにする。【解決手段】ステアリングのロック状態におけるトルクセンサの出力をオフセット量として学習し、学習後に前記ロック状態を解除させる。そして、前記トルクセンサの出力を前記学習したオフセット量に応じて補正して、実際の操舵トルクを求め、電動パワーステアリングのアシストトルクを前記操舵トルクに基づいて決定する。【選択図】  図３
2004237756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングの操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置であって、
前記操舵トルクを検出するトルクセンサを備え、
前記ステアリングのロック状態における前記トルクセンサの出力を、操舵トルクが零であるときの出力として学習し、該学習結果に基づいて前記トルクセンサの出力から操舵トルクを求めることを特徴とする車両の操舵トルク検出装置。
【請求項２】
車輪からの外力が前記ステアリングに加わる状態で、前記学習を禁止することを特徴とする請求項１記載の車両の操舵トルク検出装置。
【請求項３】
前記ステアリングのロック解除を制御する機能を有し、前記ステアリングのロック状態で前記学習を行った後、前記ロック状態を解除することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の操舵トルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の操舵トルク検出装置に関し、詳しくは、トルクセンサのオフセットばらつきを補正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トルクセンサで操舵トルクを検出し、操舵トルク，操舵角及び車速から、最適なアシストトルクを設定し、前記アシストトルクを発生するモータを制御する構成の電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０２９４３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記操舵トルクの検出に用いるトルクセンサには、実際のトルクに対してセンサ出力特性がオフセットするオフセットばらつきが生じることがあり、係るオフセットばらつきによって操舵トルクの検出精度が低下し、適切なアシストトルクを発生させることができなくなるという問題があった。
【０００５】
ここで、前記オフセットばらつきは、可変抵抗の調整などによってハード的に修正することが可能であるが、個々に調整作業を行う構成では、多くの工数を要するという問題があると共に、使用環境下での出力特性の変化に対応することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ハード的な調整作業を不要とし、かつ、使用環境下での出力特性の変化についても補償できる車両の操舵トルク検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、ステアリングのロック状態におけるトルクセンサの出力を、操舵トルクが零であるときの出力として学習し、該学習結果に基づいて前記トルクセンサの出力から操舵トルクを求める構成とした。
【０００８】
かかる構成によると、ステアリングがキー操作などによってロックされているときを、操舵トルクが零の状態とみなし、該ロック状態でのトルクセンサの出力を、オフセット量として学習し、操舵トルクの検出において前記オフセット分を修正して操舵トルクを検出させる。
【０００９】
従って、ハード的な調整作業を行うことなしに、トルクセンサのオフセットばらつきを補償でき、然も、使用環境下での出力特性の変化についても補償することが可能で、操舵トルクを精度良く検出することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、車輪からの外力がステアリングに加わる状態で、前記学習を禁止する構成とした。
かかる構成によると、急な坂道や傾斜路面に車両を停車させた場合など、車輪からの外力がステアリングに加わる状態では、ロック状態が操舵トルクの零状態とは限らなくなるので、オフセット学習を禁止する。
【００１１】
従って、急な坂道や傾斜路面に車両を停車させた場合に、誤ったオフセット量が学習されてしまうことが回避され、学習精度を維持することができる。
請求項３記載の発明では、ステアリングのロック解除を制御する機能を有し、ステアリングのロック状態で前記学習を行った後、ロック状態を解除する構成とした。
【００１２】
かかる構成によると、制御ユニットに電源投入された時点でステアリングがロック状態であれば、学習完了までロック状態を強制的に保持させておいて、学習が完了してからロックを解除させる。
【００１３】
従って、ロック状態でセンサ出力をサンプリングする学習機会を確保でき、学習値を確実に更新させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る操舵トルク検出装置が適用される電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【００１５】
この図１において、ステアリング１のコラムシャフト２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ３が設けられる。
また、モータ４は制御信号に応じてアシストトルクを発生し、該アシストトルクは図示省略した減速機で増幅されてコラムシャフト２に伝達されるようになっている。
【００１６】
マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット５は、前記トルクセンサ３の出力を入力すると共に、操舵角信号及び車速信号を入力し、操舵トルク，操舵角，車速から最適なアシストトルクを演算し、該アシストトルクに見合った制御信号を前記モータ４に出力する。
【００１７】
また、前記ステアリング１をキー操作に伴ってロックする機構の解除を制限するロック解除制限アクチュエータ６（例えば電磁アクチュエータ）が設けられ、該ロック解除制限アクチュエータ６の動作も、前記コントロールユニット５によって制御される。
【００１８】
前記ロック解除制限アクチュエータ６は、キー操作によるロック解除動作に対して、強制的にロック状態を保持させる機能を有するものであり、ロック解除のキー操作がなされ、かつ、ロック解除制限アクチュエータ６がロック解除の制限を解くように制御されたときに、ロックが解除されるようになっている。
【００１９】
ここで、前記トルクセンサ３は、図２に示すように、その出力値が実トルクに対してオフセットするばらつきを有するため、前記コントロールユニット５には、前記オフセットばらつきを学習し、該学習結果に基づいて操舵トルクを検出する機能が備えられている。
【００２０】
図３のフローチャートは、前記学習機能の第１実施形態を示す。
図３のフローチャートに示すルーチンは所定微小時間毎に実行され、まず、ステップＳ１では、ステアリング１のロック状態であるか否かを判別し、ロック状態であれば、ステップＳ２へ進む。
【００２１】
ステップＳ２では、オフセット学習が未終了であるか否かを判別する。
尚、学習は、キー操作による電源投入毎に行わせるものとする。
オフセット学習が未終了であるときには、ステップＳ３へ進み、ロック状態でのトルクセンサ３の出力を、操舵トルク＝０に相当するオフセット値として学習する。
【００２２】
オフセット学習が終了すると、次回のステップＳ２においてオフセット学習が終了していると判別されることで、ステップＳ４へ進む。
ステップＳ４では、ロック解除制限アクチュエータ６を制御することで、ロック解除の制限を解き、ステアリング１のロック状態を解除する。
【００２３】
即ち、ステップＳ４に進むまでは、ロック解除制限アクチュエータ６がロック状態の解除を制限しており、ステップＳ４で初めてロックが解除される。
ロックが解除された後は、ステップＳ５へ進んで、学習結果からセンサ出力のオフセット補正量を設定し、ステップＳ６へ進んで、アシストトルク制御を行う。
【００２４】
具体的には、例えばロック状態でのセンサ出力が図２に示すようにプラス側にオフセットしていた場合には、オフセット分をセンサ出力から減算するオフセット補正量（初期値＝０）を設定し、該オフセット補正量で補正した後のセンサ出力を、図２に実線で示すトルク＝０でセンサ出力が０である基準特性に基づいて操舵トルクに変換して、実際の操舵トルクを検出する。
【００２５】
そして、前記検出した操舵トルク，操舵角，車速からアシストトルクを演算し、係るアシストトルクを発生させるべくモータ４を制御する。
上記構成によると、事前のハード的な調整作業を行うことなしに、トルクセンサ３のオフセットばらつきを補償することができ、操舵トルクを精度良く検出することができる。
【００２６】
また、電源投入毎にオフセットを学習させることで、使用環境の変化によるオフセット量の変化に対応でき、使用環境の変化や経時的な変化に対して安定的に操舵トルクを検出することができる。
【００２７】
更に、学習が完了するまでは、ステアリング１をロック状態に強制的に維持させるので、電源投入毎に確実に学習を行わせて、信頼性の高いオフセット補正量を設定できる。
【００２８】
尚、オフセット補正量は、最新に検出されたロック状態でのセンサ出力（オフセット値）をそのまま用いても良いし、前回までのオフセット量補正量と最新に検出されたオフセット値との加重平均として求めても良い。
【００２９】
図４のフローチャートは、前記学習機能の第２実施形態を示す。
図４のフローチャートに示すルーチンは所定微小時間毎に実行され、まず、ステップＳ１１では、ステアリング１のロック状態であるか否かを判別し、ロック状態であれば、ステップＳ１２へ進む。
【００３０】
ステップＳ１２では、オフセット学習が未終了であるか否かを判別する。
尚、学習は、キー操作による電源投入毎に行わせるものとする。
オフセット学習が未終了であるときには、ステップＳ１３へ進み、外力の有無を演算する。
【００３１】
前記外力とは、車輪７から前記ステアリング１に加わるトルクであり、例えば急な坂道や傾斜路面に車両を停車させ、車両が傾いている場合などに発生する。
従って、前記ステップＳ１３では、車両の傾きを検出し、該傾斜が所定以上であるか否かを判別することで、外力の有無を演算する。
【００３２】
尚、車体の傾きを検出する代わりに、路面勾配を検出させても良く、路面の勾配は、例えば車両の位置情報から検出することが可能である。
次のステップＳ１４では、外力の無い状態であるか否かを判別する。
【００３３】
外力が無い状態であると判別された場合には、ステップＳ１５へ進み、ロック状態でのトルクセンサ３の出力を、操舵トルク＝０に相当するオフセット値として学習する。
【００３４】
オフセット学習が終了すると、次回のステップＳ１２においてオフセット学習が終了していると判別されることで、ステップＳ１６へ進む。
ステップＳ１６では、ロック解除制限アクチュエータ６を制御することで、ロック解除の制限を解き、ステアリング１のロック状態を解除する。
【００３５】
ロックが解除された後は、ステップＳ１７へ進んで、学習結果からセンサ出力のオフセット補正量を設定し、次にステップＳ１８へ進んで、アシストトルク制御を行う。
【００３６】
一方、外力がステアリング１に加わっている状態であると判別された場合には、ステップＳ１５に進んで学習を行わせることなく、ステップＳ１６へ進み、ステアリング１のロック状態を解除させる。
【００３７】
外力がステアリング１に加わっている状態では、たとえロック状態であっても、操舵トルクが０の状態であるとは限らなくなるので、学習を禁止するものである。
【００３８】
尚、外力が加わっている状態であるために、学習が禁止されたときには、前回までのオフセット補正量を継続的に用いて操舵トルクの検出を行わせる。
従って、上記第２実施形態では、第１実施形態と同様な作用・効果を発揮すると共に、外力によるオフセット値の誤学習を回避でき、第１実施形態に比べて、オフセット値の信頼性をより向上させることができる。
【００３９】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載の車両の操舵トルク検出装置において、
車輪からの外力が前記ステアリングに加わる状態を、車両の傾きに基づいて判断することを特徴とする車両の操舵トルク検出装置。
【００４０】
かかる構成によると、車両の傾いている場合に、車輪からの外力がステアリングに加わることになるので、車両の傾きから間接的に外力の有無を判断する。
従って、車両の傾きによって車輪からの外力がステアリングに加わっているときに、オフセットが誤学習されることを回避でき、オフセット学習値の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における電動パワーステアリング装置のシステム構成図。
【図２】トルクセンサのオフセットばらつきを示すセンサ特性図。
【図３】オフセット学習の第１実施形態を示すフローチャート。
【図４】オフセット学習の第２実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…ステアリング、２…コラムシャフト、３…トルクセンサ、４…モータ、５…コントロールユニット、６…ロック解除制限アクチュエータ
【図１】
2004237756.tif 000003
【図２】
2004237756.tif 000004
【図３】
2004237756.tif 000005
【図４】
2004237756.tif 000006