(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体が作用するトルクの変化に応じてインダクタンスが変化するコイルを備え、そのコイルのインダクタンスの変化に基づいて前記トルクに応じたトルク信号を出力するトルク検出部と、前記出力されたトルク信号が備えている物理量に関して平均値を算出する平均値算出手段と、前記トルク信号の前記物理量に関して、経年変化によって発生が予測されているオフセット（以下、経年オフセットという）を補正するための補正基準値を記憶する記憶手段と、前記平均値算出手段が算出した平均値と前記補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出するズレ量算出手段と、前記ズレ量に基づいて、前記トルク検出部が出力したトルク信号を補正し、経年オフセットを解消する補正手段と、前記コイルのコイル温度を検出する温度検出手段と、トルク信号のサンプリングを行う際、予め区分された温度域であって、前記検出されたコイル温度が属する温度域毎にトルク信号のサンプリングを行うサンプリング手段とを備え、
前記平均値算出手段は、前記予め区分された温度域のうち、少なくとも、前記サンプリングされたトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を算出するものであり、
前記ズレ量算出手段は、トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、いずれかの温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値と前記補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出するものであることを特徴とするトルクセンサ装置。
【請求項２】
前記ズレ量算出手段は、前記サンプリングされたトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、最大のサンプリング数である温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を使用して、前記補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出するものである請求項１に記載のトルクセンサ装置。
【請求項３】
前記物理量は、トルク信号の周期であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトルクセンサ装置。
【請求項４】
物体が作用するトルクの変化に応じたコイルのインダクタンスの変化に基づいて前記コイルからトルク信号を出力する工程と、
トルク信号のサンプリングを行う際、予め区分された温度域であって、コイル温度が属する温度域毎にトルク信号のサンプリングを行う工程と、
前記予め区分された温度域のうち、少なくとも、前記サンプリングされたトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を算出する工程と、
トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、いずれかの温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値と、前記トルク信号の前記物理量に関して経年変化によって発生が予測されているオフセット（以下、経年オフセットという）を補正するための補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出する工程と、
前記ズレ量に基づいて、前記トルク信号を補正し、経年オフセットを解消する工程を備えたことを特徴とするトルク信号補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクセンサ装置及びトルク信号補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵（回転）をタイヤ側に伝達するための操舵機構を備えており、この操舵機構には、操舵トルクの検出を目的としたトルクセンサが備えられている。
【０００３】
そして前記トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて、マイコン（マイクロコンピュータ）は、操舵機構へのアシスト量を演算し、同アシスト量に応じた駆動信号を電動モータへ出力する。そして、ステアリングホイールの操舵力を軽減させるために、前記電動モータにより操舵機構のアシストが行われるようになっている。
【０００４】
図１５（ａ），（ｂ）及び図１６は、従来の電動パワーステアリング装置（特開２０００−１６８６０７号）を示している。
この電動パワーステアリング装置において、前記操舵トルクがトルクセンサで検出され、マイコン内で、アシスト制御に用いられるトルク値にされるまでについて説明する。
【０００５】
図１６は、トルクセンサ１７０を備えた操舵機構を示す要部断面図である。トルクセンサ１７０は第１及び第２センサリング１７７，１７８とトルク検出コイル１７９とヨーク１８０を備えている。
【０００６】
同図に示すように、ステアリングホイールに連結された入力軸１７２ａの下端には、磁性体材料で形成された第１センサリング１７７が設けられており、出力軸１７２ｂの上端には、磁性体材料で形成された第２センサリング１７８が設けられている。前記入力軸１７２ａと出力軸１７２ｂは両軸間に内装されたトーションバー１７５にて一体回転可能に連結されている。
【０００７】
前記両センサリング１７７，１７８の外周面と対向する箇所には、各センサリング１７７，１７８と所定のギャップを隔ててトルク検出コイル１７９が設けられている。また、トルク検出コイル１７９の外周側を包囲するように磁性体材料で形成されたヨーク１８０が設けられており、同ヨーク１８０と前記両センサリング１７７，１７８とで磁気回路を構成している。
【０００８】
そして、ステアリングホイールの操作により入力軸１７２ａにトルクが伝わると、トーションバー１７５が捻れることによって、入力軸１７２ａと出力軸１７２ｂとの間で相対変位が生じる。この結果，第１及び第２センサリング１７７，１７８のオーバラップ量が変位し、トルク検出コイル１７９のインダクタンスが変化する。すると、トルク検出コイル１７９のインダクタンスに比例した周期を有する信号がコントローラ２０５に出力される。
【０００９】
図１５（ａ）に示すように、コントローラ２０５に入力された信号は、Ｉ／Ｆ回路部２０７のトルク信号生成回路２０４において、波形整形され、トルク信号Ｔ（パルス信号）としてマイコン２０６に入力される。その後、前記トルク信号Ｔは、マイコン２０６内で様々な補正が行われ、トルク値Ｔｑとされ、アシスト量を設定するためのアシスト制御に用いられる。なお、前記Ｉ／Ｆ回路部２０７は、トルク検出コイル１７９にて検出された操舵トルクを所定のトルク信号Ｔに変換する変換回路であり、トルク信号生成回路２０４等を含むＩ／Ｆ回路部２０７は、アナログ回路で構成されている。
【００１０】
ところで、トルクセンサ１７０の出力特性は、温度の影響を受けやすく、トルク検出コイル１７９における周囲温度の変化によるインダクタンスの変化によって、前記出力特性は変動してしまう。また、アナログ回路で構成されるＩ／Ｆ回路部２０７も、温度の影響を受けやすく、前記Ｉ／Ｆ回路部２０７の周囲の温度の変化により回路特性が変動し得る。前記トルク検出コイル１７９及びＩ／Ｆ回路部２０７が温度の影響を受けると、マイコン２０６では、この温度の影響を受けたトルク値Ｔｑが算出されることになる。このため、従来の電動パワーステアリング装置においては、マイコン２０６に入力されたトルク信号Ｔに対して温度補正を行うようにされている。
【００１１】
前記温度補正を行うために、Ｉ／Ｆ回路部２０７の温度検出回路２１０を介して、トルクセンサ１７０におけるトルク検出コイル１７９の温度検出値である温度特性信号（以下、「温特信号」という）Ｖｔがマイコン２０６に入力される。また、Ｉ／Ｆ回路部２０７の回路温度検出回路２１１により、Ｉ／Ｆ回路部２０７におけるアナログ回路の回路温度信号ｔｈがマイコン２０６に入力される。
【００１２】
マイコン２０６に入力された回路温度信号ｔｈは、マイコン２０６内の適正化演算処理部３０１において適正化演算処理が施される。この処理は、回路温度信号ｔｈ（電圧）を電圧から温度に変換する処理と、温度変換された値を、加重平均処理を行う処理とを含んでおり、これらの処理により、温度ｔc （温度パラメータ）が求められる。
【００１３】
また、マイコン２０６に入力された温特信号Ｖｔは、補正演算処理部３０２において、前記温度ｔｃ等を使用して、Ｉ／Ｆ回路部２０７のアナログ回路特有のバラツキを補正する。続く、適正化演算処理部３０３においては、適正化演算処理が行われる。この適正化演算処理は、補正演算処理部３０２から出力された信号（電圧）を電圧から温度に変換する処理と、温度変換処理された値を、さらに加重平均処理を行う処理とを含んでおり、これらの処理により、Ｖｔｓａ（温度パラメータ）が求められる。
【００１４】
そして、トルク信号生成回路２０４からマイコン２０６に入力されたトルク信号Ｔは、まず、補正演算処理部３０４において補正演算処理が施される。この処理は、前記温度ｔｃ等を使用して、Ｉ／Ｆ回路部２０７のアナログ回路特有のバラツキを補正する処理である。前記補正演算処理部３０４において補正されたトルク信号Ｔαは、温度補正部３０６に入力される。
【００１５】
ここで、温度補正部３０６について詳しく説明する。
図１５（ｂ）に示すように、温度補正部３０６は温度補正マップ３０７を利用し、適正化演算処理部３０３から入力された温度パラメータＶｔｓａ（トルク検出コイル１７９の温度）に基づいて、温度パラメータＶｔｓａに対するインダクタンスの温度ズレ量ΔＴ（温度補正を行うための補正量）を算出する。そして、温度補正部３０６では、加算器３０８にてトルク信号Ｔαに温度ズレ量ΔＴを加算して、温度補正されたトルク信号Ｔβにする。そして、温度補正されたトルク信号Ｔβは、適正化演算処理部３１０に入力される。
【００１６】
適正化演算処理部３１０では、トルク信号Ｔβに関する周期（パルス周期）からトルクに変換する処理を行い、トルク信号Ｔβは適正化されたトルク値Ｔｑに変換される。このトルク値Ｔｑは図示しないアシスト制御部に出力され、アシスト制御部は、このトルク値Ｔｑに基づいて操舵機構のアシストを行うためのアシスト制御を実行する。
【００１７】
このようにして、トルク検出コイル１７９の温度とＩ／Ｆ回路部２０７の回路温度を検出して、補正を行うことによりトルク検出コイル１７９及びＩ／Ｆ回路部２０７の周囲における温度変化による影響をなくしたトルク値Ｔｑを算出していた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような磁気回路を有するトルクセンサ１７０を長年使っていると、度重なるヒートショック等が原因となる経年変化がトルク値Ｔｑに影響してくることが分かった。即ち、磁性体材料で形成されたセンサリング１７７，１７８及びヨーク１８０にて形成される磁気回路の特性が前記経年変化の影響により変化することが分かった。
【００１９】
従来においては算出されたトルク値Ｔｑは前述した経年変化の影響を考慮した補正が行われておらず、このため、トルクセンサ１７０を長期間使用した場合には、経年変化の影響を受けたトルク値が算出されていることになる。
【００２０】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルク検出部のヒートショックによる経年変化の影響を解消した操舵トルクの検出ができるトルクセンサ装置及びトルク信号補正方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、物体が作用するトルクの変化に応じてインダクタンスが変化するコイルを備え、そのコイルのインダクタンスの変化に基づいて前記トルクに応じたトルク信号を出力するトルク検出部と、前記出力されたトルク信号が備えている物理量に関して平均値を算出する平均値算出手段と、前記トルク信号の前記物理量に関して、経年変化によって発生が予測されているオフセット（以下、経年オフセットという）を補正するための補正基準値を記憶する記憶手段と、前記平均値算出手段が算出した平均値と前記補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出するズレ量算出手段と、前記ズレ量に基づいて、前記トルク検出部が出力したトルク信号を補正し、経年オフセットを解消する補正手段と、前記コイルのコイル温度を検出する温度検出手段と、トルク信号のサンプリングを行う際、予め区分された温度域であって、前記検出されたコイル温度が属する温度域毎にトルク信号のサンプリングを行うサンプリング手段とを備え、前記平均値算出手段は、前記予め区分された温度域のうち、少なくとも、前記サンプリングされたトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を算出するものであり、前記ズレ量算出手段は、トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、いずれかの温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値と前記補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出するものであることを要旨とする。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ズレ量算出手段は、前記サンプリングされたトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、最大のサンプリング数である温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を使用して、前記補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出するものであることを要旨とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２において、前記物理量は、トルク信号の周期であることを要旨とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、物体が作用するトルクの変化に応じたコイルのインダクタンスの変化に基づいて前記コイルからトルク信号を出力する工程と、トルク信号のサンプリングを行う際、予め区分された温度域であって、コイル温度が属する温度域毎にトルク信号のサンプリングを行う工程と、前記予め区分された温度域のうち、少なくとも、前記サンプリングされたトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を算出する工程と、トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、いずれかの温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値と、前記トルク信号の前記物理量に関して経年変化によって発生が予測されているオフセット（以下、経年オフセットという）を補正するための補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出する工程と、前記ズレ量に基づいて、前記トルク信号を補正し、経年オフセットを解消する工程を備えたことを要旨とする。
【００２６】
（作用）
請求項１の発明によれば、物体が作用するトルクの変化に応じてトルク検出部のコイルのインダクタンスが変化すると、トルク検出部は前記トルクに応じたトルク信号を出力する。そして、平均値算出手段は前記出力されたトルク信号が備えている物理量に関して平均値を算出する。また、記憶手段には前記トルク信号の前記物理量に関して経年オフセットを補正するための補正基準値が記憶されており、ズレ量算出手段は、前記平均値算出手段が算出した平均値と前記記憶手段の補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出する。そして、補正手段は、前記ズレ量に基づいて、前記トルク検出部が出力したトルク信号を補正し、経年オフセットを解消する。
【００２７】
また、サンプリング手段は、トルク信号のサンプリングを行う際、予め区分された温度域であって、温度検出手段が検出した前記コイルのコイル温度が属する温度域毎にトルク信号のサンプリングを行う。そして、前記平均値算出手段は、前記予め区分された温度域のうち、少なくともトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を算出する。その後、ズレ量算出手段は、トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、いずれかの温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値と前記補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出する。
【００２８】
請求項２の発明によれば、ズレ量算出手段において行われる経年変化によるズレ量の算出には、前記サンプリングされたトルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、最大のサンプリング数である温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値が使用される。
【００２９】
請求項３の発明によれば、トルク信号の周期が用いられて、経年変化によって発生が予測されている経年オフセットの解消が実現される。
【００３０】
請求項４の発明によれば、物体が作用するトルクの変化に応じたコイルのインダクタンスの変化に基づいて前記コイルからトルク信号を出力する。そして、トルク信号のサンプリングを行う際、予め区分された温度域であって、コイル温度が属する温度域毎にトルク信号のサンプリングを行い、前記予め区分された温度域のうち、少なくともトルク信号サンプル数が所定値を超えた温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値を算出する。その後、トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、いずれかの温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値と、前記トルク信号の経年オフセットを補正するための補正基準値との差を経年変化によるズレ量として算出する。そして、前記ズレ量に基づいて、前記トルク信号を補正し、経年オフセットを解消する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、自動車に搭載した電動パワーステアリング装置におけるトルクセンサ装置に具体化した実施形態を図１〜図１４に従って説明する。
【００３２】
図１は、電動パワーステアリング装置の概略を示す。
物体としてのステアリングホイール１に連結したステアリングシャフト２には、減速機５が固着されている。この減速機５には電動モータ（以下、「モータ」という）６の回転軸に取着したギア７が噛合されている。更に、減速機５には、ラック＆ピニオン機構を有する操舵機構９が連結されている。操舵機構９には、操舵トルクを検出するためのトルクセンサを構成するセンサ部２１が設けられている（図２参照）。センサ部２１は、ステアリングホイール１に掛かる操舵トルクを検出し、センサ部２１に電気的に接続されたコントローラ４１に操舵トルクに応じたトルク信号Ｔを出力する。本実施形態では、前記センサ部２１とコントローラ４１によりトルクセンサ装置２０が構成されている（図４参照）。なお、この操舵機構９の詳細な構成については後記する。前記センサ部２１がトルク検出部に相当する。
【００３３】
前記操舵機構９を構成するラックシャフト１０の両端には、タイロッド１２が固設されており、そのタイロッド１２の先端部にはナックル１３が回動可能に連結されている。このナックル１３には、前輪１４が固着されている。又、ナックル１３の一端は、クロスメンバ１５に回動可能に連結されている。
【００３４】
前記コントローラ４１は、操舵トルクに応じて、操舵力をアシストするためのアシスト制御を行い、アシスト信号をモータ駆動装置１６に出力し、同モータ駆動装置１６を介してモータ６を駆動制御する。モータ６が回転すると、その回転数は減速機５によって減少されてラックシャフト１０に伝達される。そして、ラックシャフト１０は、タイロッド１２を介してナックル１３に設けられた前輪１４の向きを変更して車両の進行方向を変えることができる。この結果、操舵力はアシストされ、好適にステアリングホイール１の操舵が可能になる。
【００３５】
次に、前記操舵機構９の構造について説明する。
図２に示すように、操舵機構９は、前記ステアリングシャフト２に連結されたピニオンシャフト２２を備えており、ステアリングホイール１が操舵されると、ピニオンシャフト２２も連動して回転する。ピニオンシャフト２２は入力軸２２ａと出力軸２２ｂとから構成されており、前記入力軸２２ａの先端側が外部に突出した状態で、ピニオンシャフト２２はハウジング２４に収容されている。また、ピニオンシャフト２２は、ベアリング２３ａ，２３ｂを介して、ハウジング２４に対して回動自在に支持されている。ピニオンシャフト２２における出力軸２２ｂの先端側には、ラックシャフト１０のラックＲと噛み合うピニオンＰが設けられており、ラック＆ピニオン機構を構成している。
【００３６】
前記ピニオンシャフト２２の入力及び出力軸２２ａ，２２ｂは中空に形成されており、トーションバー２５が内装されている。そして、両軸２２ａ，２２ｂは、トーションバー２５を介して一体回転可能に連結されている。トーションバー２５の入力軸側端部は、入力軸２２ａに対してピン２６で結合されており、トーションバー２５の出力軸側端部は、出力軸２２ｂに対してスプライン結合されている。また、このトーションバー２５は、入力軸２２ａと出力軸２２ｂとが互いに相対回転した際に、捻り方向の弾性を生じるようになっている。
【００３７】
前記入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの外周側には、操舵トルクを検出するセンサ部２１が設けられている。図３に示すように、センサ部２１は、コア２７、第１及び第２センサリング２８，２９、そしてコイルとしてのトルク検出コイル３１を備えている。前記コア２７は、磁性体材料で円筒状に形成されており、前記入力軸２２ａ及び出力軸２２ｂの外周面に相対するようにハウジング２４に取着されている。また、前記コア２７の内面は断面コ字上に形成されており、その凹部には、円筒状に巻回されたトルク検出コイル３１が取着されている。
【００３８】
図２に示すように、前記第１センサリング２８は、磁性体材料で形成されており、前記入力軸２２ａの外周に対し、一体回転可能に嵌着されている。図３に示すように、第１センサリング２８の外周面は、前記トルク検出コイル３１と所定のギャップをもって隔てており、第１センサリング２８における出力軸２２ｂ側には、歯状検出部２８ａが周方向に亘って形成されている。
【００３９】
また、図２に示すように、前記第２センサリング２９は、磁性体材料で形成されており、前記出力軸２２ｂの外周に対し、一体回転可能に嵌着されている。第２センサリング２９の外周面は、図３に示すように、前記トルク検出コイル３１と所定のギャップをもって隔てており、第２センサリング２９における入力軸２２ａ側には、歯状検出部２９ａが周方向に亘って形成されている。この第２センサリング２９の歯状検出部２９ａは、第１センサリング２８の歯状検出部２８ａと、ピニオンシャフト２２の軸線方向において、所定のエアギャップをあけて相対している。
【００４０】
そして、前記コア２７と第１センサリング２８の歯状検出部２８ａと第２センサリング２９の歯状検出部２９ａとの間で磁気回路Ｅを構成している。
この状態で、ステアリングホイール１が操舵され、ピニオンシャフト２２の入力軸２２ａにトルク伝わると、トーションバー２５が捻れることによって、前記入力軸２２ａと出力軸２２ｂとの間で相対変位が生じる。すると、第１センサリング２８の歯状検出部２８ａと、第２センサリング２９の歯状検出部２９ａとの互いに重なり合った面積（即ち、オーバラップ量）が変位し、その面積に応じてトルク検出コイル３１のインダクタンスＬが変化する。この結果、操舵トルクに応じたトルク信号Ｔがトルク検出コイル３１からコントローラ４１に出力される。
【００４１】
次に、コントローラ４１について詳しく説明する。
図４に示すように、コントローラ４１は、トルク検出コイル３１から出力されたトルク信号Ｔを波形整形されたトルク信号Ｔに変換する変換回路であるインターフェィス回路部（以下、「Ｉ／Ｆ回路部」という）４２と、マイコン４３を備えている。Ｉ／Ｆ回路部４２は、トルク検出回路４４と、Ｉ／Ｆ回路部４２を構成するアナログ回路の回路温度を検出する回路温度検出回路４５を備えている。
【００４２】
前記トルク検出回路４４は、ＬＲ発振回路４７、パルス整形回路４８、及び温度検出手段としての温度検出回路４９を備えている。ＬＲ発振回路４７では、トルク検出コイル３１からのトルク信号Ｔに基づいて、図５の点線で示すように操舵トルクに応じた周期的な発振波形を生成するように発振される。この信号がパルス整形回路４８によって図５の実線で示すパルス波形に整形される。なお、図の点線で示す状態から、インダクタンスＬが変化した場合には、例えば、図５の二点鎖線で示すように、発振波形が異なるように、すなわち周期が異なる信号となる。そして、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４３のタイマ入力ポートに入力される。
【００４３】
一方、温度検出回路４９は、トルク検出コイル３１に接続されており、トルク検出コイル３１の温度を検出する。すなわち、温度検出回路４９は、トルク検出コイル３１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（増幅）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」という）Ｖｔとして、マイコン４３のＡ／Ｄ入力ポートへ出力する。
【００４４】
Ｉ／Ｆ回路部４２に備えられた回路温度検出回路４５は、Ｉ／Ｆ回路部４２を構成する各種回路の回路温度を測定可能な温度センサ（例えば、サーミスタ）を備えている。そして、この温度センサから検出される回路温度信号ｔｈを、マイコン４３のＡ／Ｄ入力ポートへ出力する。
【００４５】
なお、マイコン４３は、図４に示すように、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリを備えている。ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）には、各種制御プログラム、及び前記プログラムが実行されるときに使用する後述するデータが格納されている。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）はマイコン４３がその時々に演算する際の作業用メモリとなる。ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable  ROM ）は書き込み消去可能な不揮発性のメモリであり、本装置２０を車両に組付ける際に取得したデータやマイコン４３の電源がオフされた際に必要なデータが格納され、電源がオンされた際に、格納されたデータが再び読み出される。前記メモリのうち、ＲＯＭが記憶手段に相当する。なお、以下の説明では、前記ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭをメモリ４３ａとして、記述するが、必要に応じてメモリの後に括弧書きで、機能する具体的なメモリ名を入れることとする。
【００４６】
前記マイコン４３に入力された各信号は、図示しないＡ／Ｄ変換回路にて、デジタル信号に変換される。
次に、マイコン４３において行われる処理について説明する。
【００４７】
図６は、マイコン４３の機能ブロック図である。この実施形態ではマイコン４３内部は、プログラムで実行される機能を示している。例えば、後記する回路部特性補正処理部５１は独立したハードウエアではなく、マイコン４３内部で実行される回路部特性補正処理を示している。同じく図７〜図９及び図１１は、マイコン４３がプログラムによって実行する処理機能を機能ブロック図で示しており、実際のハード構成を意味するものではない。
【００４８】
そして、このマイコン４３と、後述するマイコン４３内部の所定の機能が平均値算出手段、ズレ量算出手段、補正手段、サンプリング手段に相当する。
図６に示すように、マイコン４３は、回路部特性補正処理部５１、センサ部特性補正処理部５２、及び量子化変換処理部５３を備えている。マイコン４３は、所定タイミング毎に実行される割り込み処理によって、トルク信号Ｔ出力を取り込むととともに、取り込んだトルク信号Ｔの周期を検出する。そして、前述した、各処理部５１〜５３において、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。また、このとき、トルク信号Ｔの補正を行うために、マイコン４３は、所定タイミング毎に実行される割り込み処理によって、Ｉ／Ｆ回路部４２側から温特信号Ｖｔ及び回路温度信号ｔｈの電圧値を取り込む。
【００４９】
（回路部特性補正処理）
まず、回路部特性補正処理部５１について説明する。回路部特性補正処理部５１は、図６に示すように、トルク信号Ｔを補正演算するために、トルク信号回路部オフセット補正部（以下、「第１オフセット補正部」という）５４及びトルク信号回路部傾き補正部（以下、「第１傾き補正部」という）５５を備えている。また、温特信号Ｖｔを補正演算するために、温特信号回路部オフセット補正部（以下、「第２オフセット補正部」という）５６、及び温特信号回路部傾き補正部（以下、「第２傾き補正部」という）５７を備えている。
【００５０】
また、回路温度信号ｔｈに基づいて回路温度ｔｃを算出するために、第１変換部５８及び第１加重平均部５９を備えている。
回路部特性補正処理部５１では、Ｉ／Ｆ回路部４２から取り込まれたトルク信号Ｔ、温特信号Ｖｔ、及び回路温度信号ｔｈ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４２のアナログ回路特有のバラツキを補正する。
【００５１】
図７に示すように、第１変換部５８は、Ｉ／Ｆ回路部４２側から入力された回路温度信号ｔｈ（電圧値）を、電圧値から温度への変換処理を行う。第１変換部５８は、予め測定した電圧値に対する温度データに基づき作成された電圧−温度変換マップを備えており、この電圧−温度変換マップによって、回路温度信号ｔｈの電圧値は温度（以下、「回路温度」という）ｔｃ０へ変換され、第１加重平均部５９に出力される。なお、前記電圧−温度変換マップは、回路温度信号ｔｈ（電圧値）と回路温度ｔｃ０からなる二次元マップである。この二次元マップはメモリ４３ａ（ＲＯＭ）に予め記憶されている。
【００５２】
第１加重平均部５９では、今回得られた回路温度ｔｃ０と、過去に連続して得られた履歴分も含めた所定個数の加重平均を行う。本実施形態では、１００ヶ加重平均処理が行われることにより、回路温度ｔｃ０が所定の重み付けにより加重平均されて回路温度ｔｃとして適正化され、第１傾き補正部５５及び第２傾き補正部５７に出力される。
【００５３】
第１オフセット補正部５４では、入力されたトルク信号Ｔに、後述する処理により前記メモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）４３ａに予め記憶しておいた２０℃時のトルク信号Ｔに対するズレ量Ｔ（２０）を加算器６１にて加算して、第１補正トルク信号Ｔ１を求める。
【００５４】
続いて、この求めた第１補正トルク信号Ｔ１に対して、Ｉ／Ｆ回路部４２自体の温度特性による傾き補正を、第１傾き補正部５５によって行う。第１傾き補正部５５では、Ｉ／Ｆ回路部４２の回路温度ｔｃに、予めメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶しておいた傾きＫ１を乗算器６２にて乗算して、Ｉ／Ｆ回路部４２の回路温度ｔｃに対するズレ量（Ｋ１×ｔｃ）を求める。そして、第１補正トルク信号Ｔ１に、前記ズレ量（Ｋ１×ｔｃ）を加算器６３にて加算して第２補正トルク信号Ｔ２を求める。
【００５５】
一方、Ｉ／Ｆ回路部４２側から入力された温特信号Ｖｔについても、トルク信号Ｔと同様の補正演算処理が、第２オフセット補正部５６及び第２傾き補正部５７により施される。第２オフセット補正部５６は、予めメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶しておいた２０℃の時の温特信号Ｖｔに対するズレ量Ｖｔ（２０）を加算器６５にて加算して第１補正温特信号Ｖｔ１を求める。
【００５６】
続いて、第１補正温特信号Ｖｔ１に対して、Ｉ／Ｆ回路部４２自体の温度特性による傾き補正を第２傾き補正部５７によって行う。第２傾き補正部５７では、第１変換部５８及び第１加重平均部５９を介して得られたＩ／Ｆ回路部４２の回路温度ｔｃに、予めメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶しておいた傾きＫ２を乗算器６６にて乗算して、Ｉ／Ｆ回路部４２の回路温度ｔｃに対するズレ量（Ｋ２×ｔｃ）を求める。そして、加算器６７により、第１補正温特信号Ｖｔ１に、前記ズレ量（Ｋ２×ｔｃ）を加算して第２補正温特信号Ｖｔ２を求める。
【００５７】
ここで、回路部特性補正処理にて用いられる各種データ（Ｔ（２０），Ｋ１，Ｖｔ（２０），Ｋ２）に関するデータ取得処理について説明する。なお、このデータ取得処理は、トルクセンサ装置２０を車両に組付ける前に施されるものである。
【００５８】
まず、トルク信号Ｔに関するデータ（Ｔ（２０），Ｋ１）の取得処理について説明する。２０℃時のトルク信号Ｔに対するズレ量Ｔ（２０）を取り込む処理については、予め基準となる正弦波電圧を周囲温度２０℃のＩ／Ｆ回路部４２に与えておき、その温度変化によるズレ量Ｔ（２０）を得る。そして、このズレ量Ｔ（２０）がメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納され、前述した第１オフセット補正部５４において用いられる。
【００５９】
図８（ａ）に示すように、傾きＫ１を取得する処理については、まず、８０℃時のトルク信号Ｔに対するズレ量Ｔ（８０）を取り込む処理を行う。この処理は、予め基準となる正弦波電圧を周囲温度８０℃のＩ／Ｆ回路部４２に与えて、温度変化によるズレ量を得る。そして、そのときのズレ量Ｔ（８０）がメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納される。
【００６０】
そして、前述した２０℃時のズレ量Ｔ（２０）と８０℃時のズレ量Ｔ（８０）とから、以下の演算式（１）により、１℃当たりのズレ量、即ち、温度変化に対するズレ量の傾きＫ１が算出される。
【００６１】
Ｋ１＝（Ｔ（８０）−Ｔ（２０））／６０  …（１）
そして、この傾きＫ１もメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納され、前述した第１傾き補正部５５において用いられる。
【００６２】
次に、温特信号Ｖｔに関するデータ（Ｖｔ（２０），Ｋ２）の取得処理について説明する。
２０℃時の温特信号Ｖｔに対するズレ量Ｖｔ（２０）を取り込む処理については、予め基準となる正弦波電圧を周囲温度２０℃のＩ／Ｆ回路部４２に与えておき、その温度変化によるズレ量Ｖｔ（２０）を得る。そして、このズレ量（２０）がメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納され、前述した第２オフセット補正部５６において用いられる。
【００６３】
図８（ｂ）に示すように、傾きＫ２を取得する処理については、８０℃時の温特信号Ｖｔに対するズレ量Ｖｔ（８０）を取り込む処理を行う。この処理は、予め基準となる正弦波電圧を周囲温度８０℃のＩ／Ｆ回路部４２に与えて、温度変化によるズレ量Ｖｔ（８０）を得る。そして、そのときのズレ量Ｖｔ（８０）がメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納される。
【００６４】
そして、前述した２０℃時のズレ量Ｖｔ（２０）と８０℃時のズレ量Ｖｔ（８０）とから、以下の演算式（２）により、１℃当たりのズレ量、即ち、温度変化に対するズレ量の傾きＫ２が算出される。
【００６５】
Ｋ２＝（Ｖｔ（８０）−Ｖｔ（２０））／６０  …（２）
そして、この傾きＫ２もメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納され、前述した第２傾き補正部５７において用いられる。
【００６６】
なお、前述した温度設定（２０℃と８０℃）は、一例を挙げたに過ぎず、少なくとも２値の温度であれば、前記した温度（２０℃と８０℃）に限ることはない。
【００６７】
（センサ部特性補正処理）
次いで、センサ部特性補正処理部５２について説明する。センサ部特性補正処理部５２は、図６に示すように、前記回路部特性補正処理部５１側から入力される第２補正トルク信号Ｔ２を補正演算する。このために、センサ部特性補正処理部５２は、トルク信号センサ部オフセット補正部（以下、「第３オフセット補正部」という）７１、トルク信号センサ部温度補正部（以下、「温度補正部」という）７２、及び経年変化オフセット補正部７３を備えている。
【００６８】
このセンサ部特性補正処理部５２における補正処理では、前記回路部特性補正処理部５１で演算処理された第２補正トルク信号Ｔ２にそれぞれ所定の補正演算を施す。このことによって、センサ部２１及びセンサ部２１の検出対象である第１及び第２センサリング２８，２９等の機械的な加工精度よるバラツキやインダクタンスＬ特有の温度特性、及び経年変化により変化する磁気回路Ｅ特性を補正する。
【００６９】
図９に示すように、第３オフセット補正部７１では、入力された第２補正トルク信号Ｔ２に、常温時のトルク信号Ｔに対するズレ量Ｔ３（常温）を加算器７５にて加算して第３補正トルク信号Ｔ４を求める。前記ズレ量Ｔ３（常温）はメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納されている。
【００７０】
続いて、この求めた第３補正トルク信号Ｔ４に対して、温度補正部７２により補正を行う。温度補正部７２では、温度補正マップ７６によってトルク検出コイル３１の温度（以下、「コイル温度」という）Ｖｔｓａから、コイル温度Ｖｔｓａに対するインダクタンスＬの温度ズレ量ΔＴ５を算出し、加算器７７に出力する。前記温度ズレ量ΔＴ５は、後述する経年オフセットを補正するための補正基準値に相当すると共に、温度補正を行うための温度補正量に相当する。
【００７１】
この温度補正マップ７６は、横軸にコイル温度Ｖｔｓａをとり、縦軸にインダクタンスＬの温度ズレ量ΔＴ５をとった二次元マップであり、予めメモリ４３ａ（ＲＯＭ）に記憶されている。
【００７２】
加算器７７は、第３オフセット補正部７１において補正された第３補正トルク信号Ｔ４に前記温度ズレ量ΔＴ５を加算して第４補正トルク信号Ｔ６を求める。
一方、経年変化オフセット補正部７３では、トルク中点学習を行い、経年変化オフセット補正を行う。すなわち、経年変化オフセット補正部７３は、ヒートショック等による経年変化の影響によって、センサ部２１のコア２７、第１及び第２センサリング２８，２９によって形成される磁気回路Ｅの特性が変化することにより発生するトルク信号Ｔのオフセット（経年オフセット）を補正する。
【００７３】
経年変化オフセット補正部７３のトルク中点学習部７８は、後述するトルク中点学習処理に基づいて前記センサ部２１の経年ズレ量ＴＬを算出し、加算器７９に出力する。加算器７９は、温度補正部７２からの第４補正トルク信号Ｔ６に前記経年ズレ量ＴＬを加算して、経年変化の影響が解消された第５補正トルク信号Ｔ７を求める。前記経年ズレ量ＴＬが経年変化によるズレ量に相当する。また、前記経年変化オフセット補正部７３のトルク中点学習部７８が平均値算出手段及びズレ量算出手段に相当し、経年変化オフセット補正部７３の加算器７９が補正手段に相当する。
【００７４】
ここで、第３オフセット補正部７１の補正処理にて用いられる前記ズレ量Ｔ３（常温）のデータ取得処理について図１０に示すフローチャートに従って説明する。これは、マイコン４３が、トルクセンサ装置２０を車両に組み付けた時点又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う。なお、この常温とは、本実施形態では、１０℃〜２０℃の温度範囲をいう。
【００７５】
常温環境下で、図示しないイグニッションスイッチがオンされ、電源が投入された後、マイコン４３は、現在テストモードであるか否かを判定する（ステップ（以下、「Ｓ」と略す）１１）。この「テストモードである」とは、オン・オフ切り替え可能に例えば車室内に設けられたテストモード設定スイッチがオン状態であることを示す。そして、前記スイッチがオン状態で、テストモードである場合（Ｓ１１がＹｅｓ）、マイコン４３は、非操舵の状態における操舵トルクに基づいた第２補正トルク信号Ｔ２（回路部特性補正処理が終了し、第１傾き補正部５５から出力された信号）を計測する（Ｓ１２）。そして、計測した第２補正トルク信号Ｔ２をメモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶する（Ｓ１３）。そして、このときの第２補正トルク信号Ｔ２を、センサ部２１の機械的な加工精度によるバラツキに基づいたズレ量Ｔ３（常温）として、第３オフセット補正部７１において用いられる。その後、処理が完了したことを作業者に報知するために報知信号を図示しない報知装置に出力して（Ｓ１４）、このフローチャートを終了する。また、Ｓ１１において、マイコン４３がテストモードではないという判定をした場合も、このフローチャートを終了する。なお、この一連の処理は、トルクセンサ装置２０を車両に組み付けた状態で１回のみ実施される処理であり、Ｓ１１においては、テストモードであるという判定を１回した後は、必ず、マイコン４３はテストモードではないという判断（Ｓ１１がＮＯ）を行うようになっている。
【００７６】
（量子化変換処理）
次いで、量子化変換処理部５３について説明する。量子化変換処理部５３は、図６に示すように、前記センサ部特性補正処理部５２から入力される第５補正トルク信号Ｔ７を変換演算する。このために、センサ部特性補正処理部５２は第２変換部８１及びトルク信号センサ部感度温度補正部（以下、「感度温度補正部」という）８２を備えている。また、回路部特性補正処理部５１から入力される第２補正温特信号Ｖｔ２を変換演算するために、第３変換部８４及び第２加重平均部８５を備えている。
【００７７】
この量子化変換処理部５３では、第５補正トルク信号Ｔ７及び第２補正温特信号Ｖｔ２に、それぞれ所定の量子化変換演算を施すことにより、前記トルク信号Ｔ７（周期）をトルク値Ｔｑ１００に、及び温特信号Ｖｔ２（電圧値）をコイル温度Ｖｔｓａに変換する。
【００７８】
図１１に示すように、第２変換部８１は、周期−トルク変換マップを備えており、このマップにより、第５補正トルク信号Ｔ７（周期）は、周期からトルクに変換され、トルク値Ｔ８として算出される。なお、前記周期−トルク変換マップは、第５補正トルク信号Ｔ７（周期）とトルク値Ｔ８からなる二次元マップであり、予めメモリ４３ａ（ＲＯＭ）に記憶されている。
【００７９】
感度温度補正部８２ではメモリ４３ａ（ＲＯＭ）に格納した温度感度マップ８６を使用して後記する第２加重平均部８５にて算出されたコイル温度Ｖｔｓａから、コイル温度Ｖｔｓａに依存するトルク検出コイル３１の感度のズレ量Ｔ９を算出する。そして、感度温度補正部８２では、第２変換部８１からのトルク値Ｔ８と温度感度マップ８６から算出された前記ズレ量Ｔ９とを乗算器８７にて乗算し、最終的なトルク値Ｔｑ１００を求める。
【００８０】
また、前記第２傾き補正部５７からの第２補正温特信号Ｖｔ２（電圧値）は、第３変換部８４によって、電圧値から温度に変換する処理が行われる。第３変換部８４は、電圧−温度変換マップを使用して第２補正温特信号Ｖｔ２の電圧値を温度Ｖｔｓに変換し、第２加重平均部８５に出力する。なお、前記電圧−温度変換マップは、第２補正温特信号Ｖｔ２（電圧値）とコイル温度Ｖｔｓからなる二次元マップであり、メモリ４３ａ（ＲＯＭ）に記憶されている。
【００８１】
その後、第２加重平均部８５では、今回得られたコイル温度Ｖｔｓと、過去に連続して得られた履歴分も含めた所定個数の加重平均を行う。本実施形態では、１００ヶ加重平均処理が行われることにより、コイル温度Ｖｔｓが所定の重み付けにより加重平均されてコイル温度Ｖｔｓａとして適正化される。このコイル温度Ｖｔｓａは、前述した温度補正部７２の温度補正マップ７６及び、感度温度補正部８２において、温度パラメータとして用いられる。
【００８２】
このようにして、センサ部２１にて検出された操舵トルク、即ちトルク検出コイル３１から出力されたトルク信号ｔは、マイコン４３内でトルク値Ｔｑ１００として算出され、このトルク値ｔｑ１００が図示しないアシスト制御部に出力される。そして、前記アシスト制御部において、前記トルク値ｔｑ１００等に基づいてアシスト信号が設定され、前述したモータ駆動装置１６に出力される。
【００８３】
（トルク中点学習処理）
さて、次に本発明の要部であるトルク中点学習部７８のトルク中点学習処理に基づくトルク信号補正方法ついて、図１２に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートは、定時の割込処理にて実行されるマイコン４３の処理である。
【００８４】
この割込ルーチンにおいて、Ｓ２１では、トルク信号Ｔ、温特信号Ｖｔ、回路温度信号ｔｈを取得（サンプリング）する。なお、この各信号Ｔ，Ｖｔ，ｔｈの取得処理は、トルク中点学習処理のためだけではなく、トルク値ｔｑ１００を算出するために行われる処理である。
【００８５】
そして、Ｓ２２ではトルク中点学習処理をする。このＳ２２の処理はトルク中点学習部７８が行う処理である。詳述すると、第４補正トルク信号Ｔ６をサンプリングし、以下に示す演算式（３）により加重平均を行い、加重平均値Ｔａｖｅを算出して更新（学習）する。
【００８６】
ここで、前記加重平均値Ｔａｖｅは、温度領域が所定の間隔（例えば、１０℃間隔）毎に予め区切られた、複数の温度区間Ｃ毎に算出される。即ち、加重平均値Ｔａｖｅを算出する場合、そのときにサンプリングされたコイル温度Ｖｔｓａが所属する温度区間Ｃが選択される。そして、今回サンプリングされた第４補正トルク信号Ｔ６と過去にサンプリングされた同一温度区間Ｃに所属する第４補正トルク信号Ｔ６の平均値に基づいて加重平均値Ｔａｖｅが算出される。なお、この加重平均は第４補正トルク信号Ｔ６における周期に関して平均値が算出されるものであり、この周期が物理量に相当する。また、前記温度区間Ｃが、予め区分された温度域に相当する。
【００８７】
【数１】
0003824897.tif 000002
Ｔａｖｅ（ｎ）は、時刻ｎでサンプリングされたコイル温度Ｖｔｓａが所属する温度区間Ｃにおける、その時刻ｎの時点での加重平均値Ｔａｖｅを示す。また、Ｔａｖｅ（ｎ−１）は、同一の温度区間Ｃでの時刻（ｎ−１）の時点、即ち、前回の割り込み処理の際に算出された加重平均値Ｔａｖｅを示す。また、Ｔ６（ｎ）は、時刻ｎの時点での温度補正部７２から出力された第４補正トルク信号Ｔ６を示す。また、ｍは加重平均回数を示し、予め設定された定数である。
【００８８】
以上のように、その時々において、そのときにサンプリングしたコイル温度Ｖｔｓａに所属する温度区間Ｃ毎に、加重平均値Ｔａｖｅが算出され、算出された値はメモリ４３ａ（ＲＡＭ）に格納される。また、このとき各温度区間Ｃ毎に、サンプリングされた第４補正トルク信号Ｔ６の個数もメモリ４３ａ（ＲＡＭ）に記憶される。これらのデータは、マイコン４３の電源がオフ時において、メモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）の所定のアドレスに格納され、電源オン時に読み出されてメモリ４３ａ（ＲＡＭ）に書き出される。なお、本実施形態においては、全ての温度区間Ｃにおいて、加重平均値Ｔａｖｅを算出している。
【００８９】
ここで、長時間のサンプリングを行った場合の加重平均値Ｔａｖｅについて説明する。
図１３（ａ）に示すように、横軸に時間をとり、縦軸に操舵トルク（トルク信号）をとって、カーブや据切り等で検出される操舵トルクの経時変化を見る。そして、その操舵トルクの分布を、長期間にわたって測定すると、ステアリングホイール１を中立位置で操舵している時間が中立位置以外に操舵する場合に比して長い。なお、前記中立位置とは、操舵トルクが０Ｎｍ（ニュートンメートル）のときを示す。
【００９０】
すなわち、図１３（ｂ）に示すような、横軸を操舵トルク（トルク信号）、縦軸を操舵トルクを得るためにステアリングホイール１を操作した頻度とした分布図を作成した場合、０Ｎｍをピークにした正規分布となる。この結果、前記演算式（３）により算出される加重平均値Ｔａｖｅは、０Ｎｍ（中立点）に相当する信号と考えられる。
【００９１】
加重平均値Ｔａｖｅが算出されると、Ｓ２３において、マイコン４３は、所定時間を経過したか否かを判定する。この判定はマイコン４３に設けられた図示しないタイマを監視することにより行われる。なお、このタイマは所定時間毎にリセットし、その後所定時間を計時する公知のものである。また、前記所定時間は、１分，２分といった短時間ではなく、少なくとも３０分、１時間といった操舵トルクの加重平均値Ｔａｖｅが０Ｎｍになり得る時間を示す。
【００９２】
そして、所定時間経過後（Ｓ２３がＹｅｓ）、マイコン４３は、Ｓ２４において、各温度区間Ｃにおけるメモリ４３ａ（ＲＡＭ）に記憶されていた加重平均値Ｔａｖｅに関わった第４補正トルク信号Ｔ６のサンプル数（トルク信号サンプル数）が所定値Ｑ以上か否か判定する。
【００９３】
前記所定値Ｑは演算式（３）の加重平均回数ｍよりも多い値であり、メモリ４３ａ（ＲＯＭ）に格納されている。この所定値Ｑ以上のサンプル数が得られた加重平均値Ｔａｖｅであれば、データとして信頼性が高くなる。すなわち、所定値Ｑ以上のサンプル数がある温度区間Ｃの加重平均値Ｔａｖｅは、本装置２０のセンサ部２１の温度環境の状況に対応したデータといえる。
【００９４】
次に、前記第４補正トルク信号Ｔ６のサンプル数が所定値Ｑ以上の温度区間Ｃが１以上あれば（Ｓ２４がＹｅｓ）、Ｓ２５において、サンプル数が所定値Ｑ以上の各温度区間Ｃのうち、同サンプル数が最大個数の温度区間Ｃを探索し、その温度区間Ｃにおける、最新、すなわち、更新（学習）した加重平均値Ｔａｖｅ１を読み出す。なお、サンプル数が所定値Ｑ以上の温度区間Ｃが１つしかない場合には、加重平均値Ｔａｖｅ１は、この温度区間Ｃの加重平均値Ｔａｖｅ１となる。また、この加重平均値Ｔａｖｅ１は、本装置２０のセンサ部２１の温度環境の状況に最も対応し、最も信頼性が高いデータといえる。
【００９５】
続く、Ｓ２６において、選択した加重平均値Ｔａｖｅ１と、この加重平均値Ｔａｖｅ１が選択された温度区間Ｃにおける温度ズレ量ΔＴ５に基づいて経年ズレ量ＴＬを求める。なお、本実施形態では、加重平均値Ｔａｖｅ１の値は、温度区間Ｃにおける中央値に対する値としている。すなわち、温度区間Ｃがｔ１からｔ２（＞ｔ１）の間としたとき、中央値は（ｔ１＋ｔ２）／２となる。このため、経年ズレ量ＴＬの算出に用いられる温度ズレ量ΔＴ５も温度区間Ｃにおける中央値に対する値とされる。
【００９６】
図１４は、長期間の時間経過後の加重平均値Ｔａｖｅ１を温度補正マップ７６にプロットした場合を示している。同図に示すように予めメモリ４３ａ（ＲＯＭ）に記憶された値である温度ズレ量ΔＴ５と加重平均値Ｔａｖｅ１の間には、磁気回路Ｅの経年変化による特性の変化に起因して差が現われる。これが第４補正トルク信号Ｔ６に加算されるべき経年ズレ量ＴＬとなる。
【００９７】
そして、経年変化に対するトルク信号Ｔの経年ズレ量ＴＬを、以下の演算式（４）により算出し、この経年ズレ量ＴＬをメモリ４３ａ（ＲＡＭ）に記憶する。
ＴＬ＝ＴＬ（ｐ）＋（ΔＴ５−Ｔａｖｅ１）  …（４）
なお、ＴＬ（ｐ）は、前回、Ｓ２６を通過した際に算出された経年変化に対する経年ズレ量ＴＬを示す。即ち、今回の経年ズレ量ＴＬは、前回算出されたＴＬ（ｐ）に加重平均値Ｔａｖｅ１と温度ズレ量ΔＴ５の差が加算されて算出される。
【００９８】
ところで、前記演算式（３）により算出される加重平均値Ｔａｖｅは、０Ｎｍに相当する信号と考えられている。このため、ステアリングホイール１の非操舵時における第４補正トルク信号Ｔ６と、加重平均値Ｔａｖｅとの差（Ｔａｖｅ−Ｔ６）が、前記経年ズレ量ＴＬともいえる。
【００９９】
このようにして、トルク中点学習処理に基づいた経年ズレ量ＴＬが算出されると、Ｓ２７へ移行する。そして、マイコン４３は、演算された経年ズレ量ＴＬに基づいて第４補正トルク信号Ｔ６を補正し、以後、図６の第２変換部８１、感度温度補正部８２において処理が行われて、トルク値Ｔｑ１００を演算する。そして、このトルク値Ｔｑ１００に基づいてアシスト制御を実行してＳ２１に戻る。
【０１００】
また、Ｓ２３において、所定時間経過していないと判断した場合（Ｓ２３がＮＯ）及びＳ２４において、第４補正トルク信号Ｔ６のサンプル数がいずれの温度区間Ｃにおいても所定値Ｑ未満である場合（Ｓ２４がＮＯ）はそのままＳ２７に移行し、メモリ４３ａ（ＲＡＭ）に記憶されている経年ズレ量ＴＬに基づいて第４補正トルク信号Ｔ６を補正し、その後トルク値Ｔｑ１００の演算、及びアシスト制御を実行してＳ２１に戻る。
【０１０１】
なお、経年ズレ量ＴＬは、マイコン４３の電源オフ時において、メモリ４３ａ（ＥＥＰＲＯＭ）の所定のアドレスに格納され、電源オン時に読み出されてメモリ４３ａ（ＲＡＭ）に書き出される。
【０１０２】
従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、経年変化オフセット補正部７３のトルク中点学習部７８において、温度補正部７２により補正された第４補正トルク信号Ｔ６（周期）の加重平均値Ｔａｖｅ１を算出し、この加重平均値Ｔａｖｅ１と、経年オフセットを補正するための補正基準値である温度ズレ量ΔＴ５との差に基づいて、経年変化に対するトルク信号Ｔの経年ズレ量ＴＬを設定する。そして、センサ部２１から、各部４２、５４、５５、７１、７２を介して出力された第４補正トルク信号Ｔ６に対し、経年変化オフセット補正部７３において、前記経年ズレ量ＴＬを加算して、第５補正トルク信号Ｔ７とする。その後、この第５補正トルク信号Ｔ７からトルク値ｔｑ１００を算出する。
【０１０３】
従って、ヒートショックによる経年変化の影響によって、センサ部２１のコア２７、第１及び第２センサリング２８，２９とから形成される磁気回路Ｅの特性が変化することにより発生するトルク信号Ｔの経年オフセットを経年変化オフセット補正部７３にて好適に補正でき、経年変化の影響を解消した操舵トルクの検出ができる。
【０１０４】
また、この結果、操舵トルクが用いられるアシスト制御においても好適にアシスト力が付与されることになり安定した操舵フィーリングを提供できる。
（２）上記実施形態では、加重平均値Ｔａｖｅの算出において、温度区間Ｃを予め区分し、サンプリングされたコイル温度Ｖｔｓａが所属する温度区間Ｃ毎に加重平均値Ｔａｖｅを算出した。従って、コイル温度Ｖｔｓａの影響を考慮した加重平均値Ｔａｖｅを算出でき、この加重平均値Ｔａｖｅに基づいて経年ズレ量ＴＬは算出されるため、コイル温度Ｖｔｓａの影響を考慮した経年ズレ量ＴＬを算出できる。
【０１０５】
（３）上記実施形態では、各温度区間Ｃ毎に算出された加重平均値Ｔａｖｅにおける第４補正トルク信号Ｔ６のサンプル数が所定値Ｑ以上か否かを判定し、所定値Ｑを超えていなければ、経年ズレ量ＴＬの算出は行わなかった。このため、経年ズレ量ＴＬの算出で用いられる加重平均値Ｔａｖｅ１は、所定値Ｑ以上のサンプル数がある温度区間Ｃのデータとなり、本装置２０のセンサ部２１の温度環境の状況に対応した信頼性の高いデータ（加重平均値Ｔａｖｅ１）を得ることができる。この結果、信頼性の高い経年ズレ量ＴＬを算出できる。
【０１０６】
（４）上記実施形態では、第４補正トルク信号Ｔ６のサンプル数が最大個数の温度区間Ｃの加重平均値Ｔａｖｅ１を用いて、経年ズレ量ＴＬを設定した。前記サンプル数が最大個数の温度区間Ｃにおける加重平均値Ｔａｖｅ１は、本装置２０のセンサ部２１の温度環境の状況に最も対応し、最も信頼性が高いデータといえ、信頼性の高い経年ズレ量ＴＬを算出できる。
【０１０７】
（５）上記実施形態では、トルク中点学習部７８において算出される加重平均値Ｔａｖｅを、温度補正部７２による温度補正までが完了した第４補正トルク信号Ｔ６を用いて算出した。第４補正トルク信号Ｔ６は、第１オフセット補正部５４、第１傾き補正部５５、第３オフセット補正部７１、及び温度補正部７２における各補正が終了したトルク信号であるため、経年ズレ量ＴＬを算出する際に、経年変化の影響のみによる正確な補正量を求めることができる。
【０１０８】
（６）上記実施形態では、温度補正部７２から出力された第４補正トルク信号Ｔ６に対して加重平均によって加重平均値Ｔａｖｅを求めた。このため、例えば、移動平均によって平均値を求める場合と異なり、メモリ４３ａ（ＲＡＭ）にサンプリングされた全ての第４補正トルク信号Ｔ６が記憶されることなく、好適に平均値の算出ができる。
【０１０９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、Ｓ２６の経年ズレ量ＴＬの算出処理において、加重平均値Ｔａｖｅ１を温度区間Ｃにおける中央値としてみなし、同温度区間Ｃにおける中央値である温度ズレ量ΔＴ５との差を算出したが、以下のように変更してもよい。即ち、温度区間Ｃ毎に加重平均値Ｔａｖｅを算出する際であって（Ｓ２２）、コイル温度Ｖｔｓａをサンプリングした時に、コイル温度Ｖｔｓａに係る温度の平均も算出して、加重平均値Ｔａｖｅと共にメモリ４３ａ（ＲＡＭ）に格納する。そして、Ｓ２５において、加重平均値Ｔａｖｅ１を読み出す際に、コイル温度Ｖｔｓａの平均値も読み出し、経年ズレ量ＴＬの算出処理（Ｓ２６）において、前記コイル温度Ｖｔｓａの平均値に対応した温度ズレ量ΔＴ５を用いて経年ズレ量ＴＬを算出する。
【０１１０】
・上記実施形態では、温度補正部７２から出力された第４補正トルク信号Ｔ６に対して加重平均によって平均値（加重平均値Ｔａｖｅ）を求めたが、移動平均で、平均値を算出してもよい。
【０１１１】
・また、移動平均で平均値を算出する場合においては、上記したように全ての温度区間Ｃ毎に平均値Ｔａｖｅを算出せずに、第４補正トルク信号Ｔ６のサンプリングだけを温度区間Ｃ毎に行い、所定時間経過後、サンプル数が所定値Ｑ以上若しくは最大個数の温度区間Ｃのみにおいて、平均値を算出するようにしてもよい。
【０１１２】
・上記実施形態では、Ｓ２５において、第４補正トルク信号Ｔ６のサンプル数が所定値Ｑ以上の各温度区間Ｃのうち前記サンプル数が最大個数の温度区間Ｃの加重平均値Ｔａｖｅ１を読み出し、この加重平均値Ｔａｖｅ１をズレ量ＴＬの算出に用いたが、以下のように変更してもよい。即ち、サンプル数が所定値Ｑ以上の温度区間Ｃが複数あるならば、２番目若しくは３番目等、所定値Ｑ以上のサンプル（第４補正トルク信号Ｔ６）から算出された加重平均値Ｔａｖｅのうち何れかの値を用いるようにする。
【０１１３】
・上記実施形態では、Ｓ２４において、第４補正トルク信号Ｔ６のサンプル数が所定値Ｑ以上か否か判定し、Ｓ２５において、前記サンプル数が所定値Ｑ以上の温度区間Ｃのうち、サンプル数が最大個数の温度区間Ｃを選択したが、Ｓ２４とＳ２５を逆にしてもよい。即ち、所定時間経過した後（Ｓ２３がＹｅｓ）、まず前記サンプル数が最大個数の温度区間Ｃを選択する。その後、その最大個数のサンプル数が所定値Ｑ以上であるか否かを判定する。このようにしても、好適に加重平均値Ｔａｖｅ１を決定できる。
【０１１４】
・上記実施形態では、センサ部２１には、トルク検出コイル３１が１つのみ設けられていたため、磁気回路Ｅは１つしか設けられていなかったが、トルク検出コイル３１を複数設け、複数磁気回路Ｅを有する構成にしてもよい。
【０１１５】
・上記実施形態では、マイコン４３は、Ｉ／Ｆ回路部４２側から出力されるトルク信号Ｔの周期を検出し、この周期に対して、種々の補正をかけた後、第２変換部８１において、トルク値Ｔ８に変換したが、トルク信号Ｔの電圧の変化を検出し、この電圧値に対して、補正をかける態様にしてもよい。このようにした場合、前記電圧値がトルク信号の物理量に相当する。
【０１１６】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（１）請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のトルクセンサ装置において、前記記憶手段は、コイル温度とそのコイル温度に対するトルク信号の物理量補正値とからなるマップデータを記憶しており、前記補正基準値は、トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域に対応する前記物理量補正値とし、前記ズレ量算出手段は、ズレ量を算出するに当たり、トルク信号サンプル数が所定値以上の温度域のうち、いずれかの温度域における、トルク信号の前記物理量に関する平均値と、その温度域に対応する物理量補正値との差を経年変化によるズレ量として算出するものであることを特徴とするトルクセンサ装置。このようにすれば、好適に経年変化によるズレ量を好適に算出できる。なお、上記実施形態では、温度ズレ量ΔＴ５が物理量補正値に相当し、温度補正部７２の温度補正マップ７６がマップデータに相当する。
【０１１７】
（２）上記技術的思想（１）に記載のトルクセンサ装置において、前記トルク信号は、同トルク信号の検出時に関するコイル温度に基づいて前記マップデータにて割り出されたトルク信号の物理量補正値にて温度補正されており、前記平均値算出手段は、前記温度補正されたトルク信号が備えている物理量に関して平均値を算出するトルクセンサ装置。このようにすれば、ズレ量算出手段によりズレ量が算出される際の平均値は温度変化の影響が補正された値となり、経年変化によるズレ量を正確に算出できる。
【０１１８】
（３）請求項１乃至請求項３及び上記技術的思想（１），（２）のうちいずれか１項に記載のトルクセンサ装置において、前記平均値算出手段による平均値の算出は、加重平均により算出されることを特徴とするトルクセンサ装置。このようにすれば、移動平均を行う場合と比較して、複数のトルク信号をいちいち記憶することなく平均値を算出することが可能になる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１及び請求項３の発明によれば、トルク検出部のヒートショックによる経年変化の影響を解消した操舵トルクの検出ができる。
【０１２０】
請求項１の発明によれば、上記の効果に加えて、コイル温度が属する温度域毎にトルク信号のサンプリングを行い、トルク信号サンプル数が所定値以上のいずれかの温度域における平均値に基いて経年変化によるズレ量を算出するため、コイルの温度環境の状況に対応した信頼性の高い平均値及びズレ量を得ることができる。
【０１２１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、温度環境の状況に最も対応し、最も信頼性が高い平均値を得ることができ、さらに信頼性の高いズレ量を得ることができる。
【０１２２】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加えて、トルク信号の周期を用いて、経年変化によって発生が予測されている経年オフセットの解消を好適に実現できる。
【０１２３】
請求項４の発明によれば、トルク検出部のヒートショックによる経年変化の影響を解消した操舵トルクの検出ができ、さらにコイルの温度環境の状況に対応した信頼性の高いズレ量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す概念図。
【図２】操舵機構を示す断面図。
【図３】センサ部を示す要部拡大図。
【図４】トルクセンサ装置の電気的構成を示すブロック図。
【図５】ＬＲ発振回路及びパルス整形回路から出力される波形を示す図。
【図６】マイコンの機能ブロック図。
【図７】マイコンにおける回路部特性補正処理部を示す機能ブロック図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、回路温度に乗算する傾きＫ１，Ｋ２を算出するための機能を示すブロック図。
【図９】マイコンにおけるセンサ部特性補正処理部を示す機能ブロック図。
【図１０】トルク信号センサ部オフセット補正部での補正量（ズレ量Ｔ３（常温））のデータ取得処理を示すフローチャート。
【図１１】マイコンにおける量子化変換処理部を示す機能ブロック図。
【図１２】トルク中点学習処理を含むマイコンの制御内容を示すフローチャート。
【図１３】（ａ）は、経過時間と操舵トルクとの関係を示す図、（ｂ）は操舵トルクの分布図。
【図１４】加重平均値Ｔａｖｅ１がプロットされた温度補正マップを示す図。
【図１５】（ａ）は従来における電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図、（ｂ）は温度補正部を示す機能ブロック図。
【図１６】同じくトルクセンサを示す要部拡大図。
【符号の説明】
１…ステアリングホイール（物体）、２１…センサ部（トルク検出部）、３１…トルク検出コイル（コイル）、４３…マイコン（平均値算出手段、ズレ量算出手段、補正手段、サンプリング手段）、４３ａ…メモリ（ＲＯＭ：記憶手段）、４９…温度検出回路（温度検出手段）、７８…トルク中点学習部（平均値算出手段、ズレ量算出手段）、７９…加算器（補正手段）。
【図１】
0003824897.tif 000003
【図２】
0003824897.tif 000004
【図３】
0003824897.tif 000005
【図４】
0003824897.tif 000006
【図５】
0003824897.tif 000007
【図６】
0003824897.tif 000008
【図７】
0003824897.tif 000009
【図８】
0003824897.tif 000010
【図９】
0003824897.tif 000011
【図１０】
0003824897.tif 000012
【図１１】
0003824897.tif 000013
【図１２】
0003824897.tif 000014
【図１３】
0003824897.tif 000015
【図１４】
0003824897.tif 000016
【図１５】
0003824897.tif 000017
【図１６】
0003824897.tif 000018