JP6065653B2 - 電動パワーステアリング装置並びに電動パワーステアリング装置の調整装置及び調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置並びに電動パワーステアリング装置の調整装置及び調整方法に関するものである。

特許文献１には、操舵力測定器によって測定される操舵力と予め設定される理想値との差に基づいて算出されるズレ量に応じて、操舵力を理想値に近づけるようにトルクセンサのセンサ回路の出力特性を調整する電動パワーステアリング装置の調整装置が開示されている。

特開２０１２−１０６６７３号公報

トルクセンサの出力信号に基づいたトルク情報は、電動パワーステアリング装置内外におけるアシスト制御以外の制御にも使用される場合がある。

特許文献１に記載の調整装置はトルクセンサの出力信号を補正するものであるため、トルクセンサの出力信号は実際の入力トルクを正しく反映するものではない。したがって、補正された出力信号をアシスト制御以外の制御に使用した場合には、アシスト制御以外の制御精度が低下するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、アシスト制御とアシスト制御以外の制御の双方の精度を高めることを目的とする。

本発明は、電動パワーステアリング装置であって、操舵ハンドルから入力シャフトに付与された入力トルクに応じた出力信号を出力するトルクセンサと、前記入力トルクを車輪に伝達するための操舵機構と、前記操舵機構にアシストトルクを付与する電動モータと、前記トルクセンサから出力された出力信号に応じて前記電動モータの出力を制御するコントローラと、を備え、前記トルクセンサの前記出力信号として、アシスト制御に使用される第１出力信号と、アシスト制御以外の制御に使用される第２出力信号と、を有し、前記第１出力信号は、前記入力シャフトに付与された実際の入力トルクと前記操舵機構が出力する出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるように補正され、前記第２出力信号は、前記トルクセンサにて検出された入力トルクが実際の入力トルクと一致するように補正されることを特徴とする。

また、本発明は、電動パワーステアリング装置の調整装置であって、前記電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドルから入力シャフトに付与された入力トルクに応じた出力信号を出力するトルクセンサと、前記入力トルクを車輪に伝達するための操舵機構と、前記操舵機構にアシストトルクを付与する電動モータと、前記トルクセンサから出力された出力信号に応じて前記電動モータの出力を制御するコントローラと、を備え、前記トルクセンサの前記出力信号として、アシスト制御に使用される第１出力信号と、アシスト制御以外の制御に使用される第２出力信号と、を有し、前記調整装置は、前記入力シャフトに付与された入力トルクを測定する入力トルク測定器と、前記操舵機構が出力する出力トルクを測定する出力トルク測定器と、前記トルクセンサの出力信号を補正するセンサ出力補正器と、を備え、前記センサ出力補正器は、前記入力トルク測定器にて測定された入力トルクと前記出力トルク測定器にて測定された出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるように前記第１出力信号を補正し、前記トルクセンサにて検出された入力トルクが前記入力トルク測定器にて測定された入力トルクと一致するように前記第２出力信号を補正することを特徴とする。

本発明によれば、アシスト制御に使用される第１出力信号とアシスト制御以外の制御に使用される第２出力信号とは、それぞれの制御に適するように別々に補正されるため、アシスト制御とアシスト制御以外の制御の双方の精度を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の一部断面図である。 メインセンサの出力特性図であり、入力トルクと出力電圧との関係を示す。 サブセンサの出力特性図であり、入力トルクと出力電圧との関係を示す。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の調整装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の調整方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の理想の推力特性図である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の推力特性図であり、点線が補正前の特性、実線が補正後の特性である。 トルクセンサの出力特性図であり、メインセンサでは点線が補正前の特性、実線が補正後の特性である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の推力特性図であり、点線が補正前の特性、実線が補正後の特性である。 トルクセンサの出力特性図であり、メインセンサでは点線が補正前の特性、実線が補正後の特性である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の推力特性図であり、点線が補正前の特性、実線が補正後の特性である。 トルクセンサの出力特性図であり、メインセンサでは点線が補正前の特性、実線が補正後の特性である。 本発明の第１実施形態に係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。 本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の調整方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係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。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００について説明する。

電動パワーステアリング装置１００は、操舵ハンドルから入力シャフト１１に付与された入力トルクに応じて出力信号を出力するトルクセンサ２と、入力トルクを車輪に伝達するための操舵機構３と、操舵機構３にアシストトルクを付与する電動モータ４と、トルクセンサ２から出力される出力信号に応じて電動モータ４の出力を制御するコントローラ５と、を備える。

操舵機構３は、ドライバによる操舵ハンドルの操舵に伴って入力シャフト１１と出力シャフト１２が回転することで、出力シャフト１２に形成されるピニオン１７に噛み合うラック１４を軸方向（車両の左右方向）に移動させ、ラック１４に連結するタイロッド（図示せず）等を介して車輪を操舵するものである。

操舵機構３は、出力シャフト１２に連結されるウォームホイール１５と、ウォームホイール１５に噛み合うウォーム１６と、を備える。電動モータ４は、ウォーム１６を回転駆動し、ウォームホイール１５を介して出力シャフト１２にアシストトルクを付与する。

トルクセンサ２は、入力シャフト１１と出力シャフト１２とを連結するトーションバー２１に作用する入力トルクを検出する非接触式センサである。

図２を参照して、電動パワーステアリング装置１００及びトルクセンサ２について詳しく説明する。

入力シャフト１１は、転がり軸受３７を介してハウジング３０に回転自在に支持される。出力シャフト１２は、転がり軸受３８を介してハウジング４１に回転自在に支持される。入力シャフト１１の下端側と出力シャフト１２の上端側との間には、滑り軸受３９が介装される。入力シャフト１１と出力シャフト１２は、同一軸上で回転自在にハウジング３０，４１に支持される。

入力シャフト１１は円筒状に形成され、入力シャフト１１の内部にはトーションバー２１が同軸に収められる。トーションバー２１の上端部は、ピン２８を介して入力シャフト１１の上端部に連結される。トーションバー２１の下端部は、入力シャフト１１の下端開口部より突出し、セレーション２９を介して出力シャフト１２に連結される。トーションバー２１は、操舵ハンドルから入力シャフト１１に入力される入力トルクを出力シャフト１２に伝達し、その入力トルクに応じて回転軸Ｏを中心にねじれ変形する。

トルクセンサ２は、入力シャフト１１に固定され入力シャフト１１と共に回転する磁気発生部２２と、出力シャフト１２に固定され出力シャフト１２と共に回転する回転磁気回路部２５と、ハウジング３０に固定された固定磁気回路部３１と、トーションバー２１のねじれ変形に伴って磁気発生部２２から回転磁気回路部２５を通じて固定磁気回路部３１に導かれる磁束密度を検出する磁気センサ４８と、を備える。トルクセンサ２は、トーションバー２１に作用する入力トルクを磁気センサ４８の出力に基づいて検出する。

上記構成に代え、磁気発生部２２を出力シャフト１２と共に回転するように出力シャフト１２に固定し、回転磁気回路部２５を入力シャフト１１と共に回転するように入力シャフト１１に固定するようにしてもよい。

磁気発生部２２は、入力シャフト１１に圧入される環状のバックヨーク２４と、バックヨーク２４の下端面に結合される環状のリング磁石２３と、を備える。

リング磁石２３は、入力シャフト１１の回転軸Ｏ方向に磁気を発生する環状の永久磁石である。リング磁石２３は、回転軸Ｏ方向へ向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石であり、周方向に等しい幅で形成される１２個の磁極を有する。つまり、リング磁石２３の上端面及び下端面には、６個のＮ極と６個のＳ極が周方向に交互に配設される。リング磁石２３の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。

バックヨーク２４は、その下端面にリング磁石２３の上端面が接着剤を介して固定される。また、バックヨーク２４は軟磁性体によって形成されるため、リング磁石２３が及ぼす磁界によって磁化され、リング磁石２３に吸着する。このように、リング磁石２３とバックヨーク２４は、接着剤の接着力と磁力とによって結合される。

回転磁気回路部２５は、磁気発生部２２のリング磁石２３から発生する磁束が導かれる第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７と、出力シャフト１２に取り付けられる取付部材７０と、取付部材７０に第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７を固定するモールド樹脂７１と、を備える。

第１軟磁性リング２６と第２軟磁性リング２７は、リング磁石２３の下端面に対峙する６個の磁路先端部と、この磁路先端部から曲折して互いに遠ざかる方向に延びる６個の磁路柱部と、この磁路柱部を結んで環状に延びる磁路環部と、をそれぞれ有する。第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７の構造については、本出願人により特開２００９−２４４２０５号公報の中で提案されている。

固定磁気回路部３１は、ハウジング３０に固定される環状の第１集磁リング３２及び第２集磁リング３３と、センサホルダ４０に固定される第１集磁ヨーク３４及び第２集磁ヨーク３５と、を備える。

第１集磁リング３２及び第２集磁リング３３は、その内周面が第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７の磁路環部に対峙するように配置される。

第１集磁ヨーク３４及び第２集磁ヨーク３５は、それぞれ第１集磁リング３２と第２集磁リング３３の外周面に対峙して配置される。第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５との間には、周方向に並ぶ一対の磁気ギャップ（空隙）が形成される。一対の磁気ギャップ内には、それぞれメインとサブの磁気センサ４８が並んで介装される。各磁気センサ４８は、センサホルダ４０に樹脂モールドを介して固定される。

磁気センサ４８は、磁気ギャップの磁場の大きさ及び方向に応じた電圧を、基板４７及び端子４４を通じて出力する。端子４４は、センサホルダ４０に接続される配線４９（図５参照）を介してコントローラ５に接続される。

第１集磁ヨーク３４、第２集磁ヨーク３５、磁気センサ４８、及び基板４７は、モールド樹脂を介して樹脂製のセンサホルダ４０に固定される。センサホルダ４０は、円筒部４０ａがハウジング３０の開口部３０ａに嵌挿されると共に、ボルトを介して金属製のハウジング３０に取り付けられる。

次に、トルクセンサ２によるトーションバー２１に作用する入力トルクの検出方法について説明する。

トーションバー２１に入力トルクが作用しない中立状態では、第１軟磁性リング２６と第２軟磁性リング２７の磁路先端部は、それぞれリング磁石２３のＮ極及びＳ極に同一の面積で対峙して両者を磁気短絡する。そのため、磁束は回転磁気回路部２５と固定磁気回路部３１に導かれない。

ドライバによる操舵ハンドルの操作によってトーションバー２１に特定の方向の入力トルクが作用した場合には、この入力トルクの方向に応じてトーションバー２１はねじれ変形する。トーションバー２１がねじれ変形すると、第１軟磁性リング２６の磁路先端部がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第２軟磁性リング２７の磁路先端部がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石２３からの磁束は回転磁気回路部２５を通じて固定磁気回路部３１に導かれる。具体的には、Ｎ極から第１軟磁性リング２６、第１集磁リング３２、第１集磁ヨーク３４、第２集磁ヨーク３５、第２集磁リング３３、第２軟磁性リング２７を経由してＳ極に向かう経路である。第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５の間の磁気ギャップに設置された磁気センサ４８は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。

一方、ドライバによる操舵ハンドルの操作によってトーションバー２１に上記とは逆方向の入力トルクが作用した場合には、この入力トルクの方向に応じてトーションバー２１が逆方向にねじれ変形する。トーションバー２１がねじれ変形すると、第１軟磁性リング２６の磁路先端部がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第２軟磁性リング２７の磁路先端部がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石２３からの磁束は、回転磁気回路部２５を通じて固定磁気回路部３１に導かれ、その経路は上記とは逆となる。具体的には、Ｎ極から第２軟磁性リング２７、第２集磁リング３３、第２集磁ヨーク３５、第１集磁ヨーク３４、第１集磁リング３２、第１軟磁性リング２６を経由してＳ極に向かう経路である。第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５の間の磁気ギャップに設置された磁気センサ４８は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。

第１軟磁性リング２６と第２軟磁性リング２７の磁路先端部がリング磁石２３のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きいほど磁気ギャップに誘導される磁束が大きくなり、磁気センサ４８の出力電圧も増大する。したがって、リング磁石２３の磁極数を増やすことにより、磁気センサ４８に導かれる磁束密度を高めることができる。

磁気センサ４８は、磁場の大きさ及び方向に応じた電圧を出力する出力部と、出力部が出力する出力電圧（出力信号）の出力特性を調整可能な調整部と、を備える。出力部はホール素子にて構成される。

磁気センサ４８の調整部は、設定された出力増幅率（ゲイン）に基づいて出力部が出力する出力電圧を増幅させる増幅部と、設定されたオフセット値を出力部が出力する出力電圧に加えるオフセット部と、を備える。増幅部及びオフセット部の処理内容については、後に詳述する。

図３及び４はそれぞれメインとサブの磁気センサ４８の出力特性図であり、トーションバー２１に作用する入力トルクと磁気センサ４８の出力電圧との関係を示す。以下では、メインの磁気センサ４８を「メインセンサ」と称し、サブの磁気センサ４８を「サブセンサ」と称する。

メインセンサは、操舵ハンドルが操舵されていない場合（入力トルクが零の場合）に出力電圧（出力信号）が零となり、操舵ハンドルが左切り方向に操舵される場合には、入力トルクが増大するのに伴って出力電圧が増大する一方、操舵ハンドルが右切り方向に操舵される場合には、入力トルクが増大するのに伴って出力電圧が減少する特性を有する。

サブセンサは、操舵ハンドルが操舵されていない場合（入力トルクが零の場合）に出力電圧（出力信号）が零となり、操舵ハンドルが左切り方向に操舵される場合には、入力トルクが増大するのに伴って出力電圧が減少する一方、操舵ハンドルが右切り方向に操舵される場合には、入力トルクが増大するのに伴って出力電圧が増大する特性を有する。

磁気センサ４８の調整部における増幅部に設定された出力増幅率を変更することによって、出力電圧の変化率（傾き）を変更することができ、また、オフセット部に設定されたオフセット値を変更することによって、出力電圧を左切り方向又は右切り方向にオフセットさせることができる。

図３及び図４からわかるように、メインセンサとサブセンサは、互いに逆特性となる出力特性を有し、トーションバー２１に作用する入力トルクに対して互いに逆特性となる電圧値を出力する。メインセンサの出力信号は、ドライバによる操舵ハンドルの操舵を補助するためのアシスト制御に使用される。

コントローラ５は、メインセンサとサブセンサの出力電圧を互いに比較することにより、磁気センサ４８に異常があるか否かを判定する。このように、サブセンサは磁気センサ４８の異常を判定するために設けられる。また、サブセンサの出力信号は、アシスト制御以外の制御にも使用される。アシスト制御以外の制御とは、具体的には、車両の走行安定性を保つ制御やフラッター抑制制御等である。

ここで、電動モータ４の回転方向の違いによる出力のバラツキや、操舵機構３の回転方向の違いによる摩擦力のバラツキ等に起因して、車輪を操舵するラック１４の推力は操舵ハンドルの左切りと右切りで非対称性を有する。左切りと右切りの非対称の度合は、個々の電動パワーステアリング装置１００で異なる。そこで、左切りと右切りでラック１４の推力を対称にするために、個々の電動パワーステアリング装置１００のトルクセンサ２の出力信号の補正が行われる。

トルクセンサ２の出力信号を、左切りと右切りでラック１４の推力が対称となるように補正した場合には、トルクセンサ２の出力信号は実際の入力トルクを正しく反映するものとはならなくなる。したがって、トルクセンサ２の出力信号に基づくトルク情報を使用して制御が行われるアシスト制御以外の制御において、補正されたトルクセンサ２の出力信号を使用した場合には、制御精度が低下するおそれがある。そこで、アシスト制御に使用されるメインセンサの出力信号と、アシスト制御以外の制御に使用されるサブセンサの出力信号とは、それぞれの目的に応じて別々の補正が行われる。

以下では、図５及び６を参照して、メインセンサとサブセンサの出力信号を補正して電動パワーステアリング装置１００の調整を行う調整装置５０について説明する。

図５に示すように、調整装置５０は、入力シャフト１１に入力トルクを付与するアクチュエータ５１と、アクチュエータ５１の作動を制御するアクチュエータ制御器６０と、アクチュエータ５１によって入力シャフト１１に付与された入力トルクを測定する入力トルク測定器５５と、操舵機構３のうちラック１４の推力（ラック推力）を測定する出力トルク測定器５２と、入力トルク測定器５５及び出力トルク測定器５２の測定データを読み取る測定データ読取器５３と、測定データ読取器５３にて読み取られた測定データに応じてトルクセンサ２の出力信号を補正するセンサ出力補正器５４と、を備える。

また、調整装置５０は、コントローラ５から電動モータ４に出力されるモータ駆動電流を測定する電流計５６と、トルクセンサ２とコントローラ５とを結ぶ配線４９に介装されるスイッチ５７と、トルクセンサ２と測定データ読取器５３とを結ぶ配線に介装されるスイッチ５８と、トルクセンサ２とセンサ出力補正器５４とを結ぶ配線に介装されるスイッチ５９と、を備える。

次に、図６を参照して、調整装置５０による電動パワーステアリング装置１００の調整方法について説明する。

ステップ１では、電動パワーステアリング装置１００を調整装置５０に組み付ける組み付け工程が行われる。組み付け工程では、入力シャフト１１にアクチュエータ５１と入力トルク測定器５５が取り付けられ、ラック１４に出力トルク測定器５２が取り付けられる。また、トルクセンサ２に測定データ読取器５３とセンサ出力補正器５４が接続される。

ステップＳ２では、メインセンサ及びサブセンサの出力信号の仮設定を行う仮センサ出力設定工程が行われる。仮センサ出力設定工程では、入力トルクに応じた出力信号として仮の出力電圧を設定する。つまり、仮の出力特性を設定する。また、磁気センサ４８の調整部における増幅部及びオフセット部に、それぞれ仮の出力増幅率及び仮のオフセット値を設定する。仮センサ出力設定工程で設定されたメインセンサ及びサブセンサの仮の出力特性は、互いに逆特性となるように設定される。この仮センサ出力設定工程は、電動パワーステアリング装置１００を調整装置５０に組み付けるのに先立って行うようにしてもよい。

以降のステップでは、メインセンサとサブセンサで別の調整が行われる。まず、メインセンサの調整方法について説明する。

ステップ３１では、アクチュエータ５１から入力シャフト１１に付与された入力トルクを入力トルク測定器５５にて測定する入力トルク測定工程と、ラック１４が出力する出力トルクを出力トルク測定器５２にて測定する出力トルク測定工程と、が行われる。以下、入力トルク測定工程及び出力トルク測定工程について詳しく説明する。

スイッチ５７をＯＮ、スイッチ５８、５９をＯＦＦにして、メインセンサの出力信号がコントローラ５に入力される状態にする。

アクチュエータ制御器６０によってアクチュエータ５１を作動させ、所定の特性で連続的に変化する入力トルクを入力シャフト１１に付与する。具体的には、アクチュエータ制御器６０は、入力シャフト１１が一方向（例えば右切り方向）に回転した後、他方向（例えば左切り方向）に回転するように、アクチュエータ５１の作動を制御する。

入力シャフト１１への入力トルクの付与によって、電動パワーステアリング装置１００が作動する。具体的には、入力シャフト１１に付与された入力トルクに応じてトーションバー２１が捻れ、メインセンサは入力トルクに応じて仮の出力特性に基づく出力信号を出力する。そして、コントローラ５はメインセンサから出力された出力信号に応じてモータ駆動電流を電動モータ４に出力し、電動モータ４はアシストトルクを操舵機構３に付与する。

電動パワーステアリング装置１００の作動中、入力トルク測定器５５はアクチュエータ５１から入力シャフト１１に付与された入力トルクを測定し、出力トルク測定器５２はラック１４の出力トルクを測定し、電流計５６はモータ駆動電流を測定する。

測定データ読取器５３は、入力トルク測定器５５によって測定された入力シャフト１１の入力トルクの測定データと、出力トルク測定器５２によって測定されたラック１４の出力トルクの測定データと、電流計５６によって測定されたモータ駆動電流の測定データと、をそれぞれ読み取って記憶する。

ステップ３２では、測定データ読取器５３にて読み取られた入力トルクと出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるように、センサ出力補正器５４にてメインセンサの出力信号を補正するセンサ出力補正工程が行われる。具体的には、メインセンサの調整部における増幅部に設定された出力増幅率及びオフセット部に設定されたオフセット値の少なくとも一方の補正が行われる。センサ出力補正工程の際には、スイッチ５９をＯＮ、スイッチ５７、５８をＯＦＦにして、センサ出力補正器５４が出力する信号がトルクセンサ２に入力される状態にする。

図７〜１０を参照して、センサ出力補正工程について具体的に説明する。

図７は、入力トルク測定器５５にて測定された入力トルクと出力トルク測定器５２にて測定された出力トルクとの関係を示す理想の推力特性図であり、予めセンサ出力補正器５４に記憶されている。理想推力特性は、図示のように操舵ハンドルの中立位置を中心として左切りと右切りで対称性を有する。出力トルクは、図示のように操舵ハンドルの切り側と戻し側においてヒステリシス成分を持つ。これは、トルクセンサ２の出力信号は、切り側と戻し側においてトーションバー２１の捩り角に応じて増減するヒステリシス成分を持つためである。

センサ出力補正器５４では、測定データ読取器５３にて読み取られた入力トルクと出力トルクの測定データに基づいて図８Ａ，９Ａ，及び１０Ａに点線で示す測定推力特性を作成し、その測定推力特性と予め記憶されている理想推力特性とを対比する。

図８Ａ，９Ａ，及び１０Ａは、測定推力特性（点線）と理想推力特性（実線）とに偏差がある場合を示す。図８Ａ，９Ａ，及び１０Ａに示す測定推力特性（点線）は、ステップＳ２の仮センサ出力設定工程にて仮設定された図８Ｂ，９Ｂ，及び１０Ｂに点線で示すメインセンサの仮出力特性に基づいて電動モータ４が操舵機構３にアシストトルクを付与した場合の特性である。

図８Ａは、測定推力特性（点線）が理想推力特性（実線）に対して右切り方向にオフセットしている状態を示す。図９Ａは、測定推力特性（点線）の変化率が理想推力特性（実線）の変化率と比較して大きい状態を示す。図１０Ａは、測定推力特性（点線）が理想推力特性（実線）に対して右切り方向にオフセットし、かつ測定推力特性（点線）の変化率が理想推力特性（実線）の変化率と比較して大きい状態を示す。

センサ出力補正器５４は、測定推力特性（点線）が理想推力特性（実線）に一致するように、メインセンサの調整部における増幅部に設定された出力増幅率とオフセット部に設定されたオフセット値との補正を行う。図８Ｂ、９Ｂ、及び１０Ｂでは、補正後のメインセンサの出力特性を実線で示す。具体的に説明すると、図８Ａの場合には、図８Ｂに示すように、メインセンサの出力信号が左切り方向へオフセットするように、オフセット部に設定されたオフセット値を補正する。これにより、図８Ａに点線で示す特性から実線で示す特性に切り換わり、図７に示すような理想特性が得られる。また、図９Ａの場合には、図９Ｂに示すように、メインセンサの出力信号の傾きが小さくなるように、増幅部に設定された出力増幅率を補正する。これにより、図９Ａに点線で示す特性から実線で示す特性に切り換わり、図７に示すような理想特性が得られる。また、図１０Ａの場合には、図１０Ｂに示すように、メインセンサの出力信号が左切り方向へオフセットするように、オフセット部に設定されたオフセット値を補正すると共に、メインセンサの出力信号の傾きが小さくなるように、増幅部に設定された出力増幅率を補正する。これにより、図１０Ａに点線で示す特性から実線で示す特性に切り換わり、図７に示すような理想特性が得られる。

以上のように、メインセンサの出力信号は、入力トルク測定器５５にて測定された入力トルクと出力トルク測定器５２にて測定された出力トルクとの関係が理想特性となるように補正される。アシスト制御は、このように補正されたメインセンサの出力信号を使用して行われるため、制御精度が高められる。

次に、図５及び６を参照して、サブセンサの調整方法について説明する。

ステップ４１では、アクチュエータ５１から入力シャフト１１に付与された入力トルクを入力トルク測定器５５にて測定する入力トルク測定工程と、アクチュエータ５１から入力シャフト１１に付与された入力トルクに応じてサブセンサが検出する入力トルクを測定するセンサ出力測定工程と、が行われる。以下、入力トルク測定工程及びセンサ出力測定工程について詳しく説明する。

スイッチ５８をＯＮ、スイッチ５７、５９をＯＦＦにして、トルクセンサ２が検出する入力トルクが測定データ読取器５３に入力される状態にする。

アクチュエータ制御器６０によってアクチュエータ５１を作動させ、所定の特性で連続的に変化する入力トルクを入力シャフト１１に付与する。具体的には、アクチュエータ制御器６０は、入力シャフト１１が一方向（例えば右切り方向）に回転した後、他方向（例えば左切り方向）に回転するように、アクチュエータ５１の作動を制御する。

アクチュエータ５１の作動中、入力トルク測定器５５はアクチュエータ５１から入力シャフト１１に付与された入力トルクを測定し、サブセンサはアクチュエータ５１から入力シャフト１１に付与された入力トルクに応じて仮の出力特性に基づく出力信号を出力する。

測定データ読取器５３は、入力トルク測定器５５によって測定された入力シャフト１１の入力トルクの測定データと、サブセンサの出力信号に基づいて検出される入力トルクと、をそれぞれ読み取って記憶する。

ステップ４２では、サブセンサにて検出された入力トルクが入力トルク測定器５５にて測定された入力トルクと一致するように、センサ出力補正器５４にてサブセンサの出力信号を補正するセンサ出力補正工程が行われる。具体的には、サブセンサの調整部における増幅部に設定された出力増幅率及びオフセット部に設定されたオフセット値の少なくとも一方の補正が行われる。センサ出力補正工程の際には、スイッチ５９をＯＮ、スイッチ５７、５８をＯＦＦにして、センサ出力補正器５４が出力する信号がトルクセンサ２に入力される状態にする。

以上のように、サブセンサの出力信号は、サブセンサにて検出された入力トルクが入力トルク測定器５５にて測定された入力トルクと一致するように補正される。したがって、サブセンサの出力信号は、実際の入力トルクを正しく反映したものとなる。アシスト制御以外の制御は、このように補正されたサブセンサの出力信号を使用して行われるため、制御精度が高められる。

調整装置５０によって得られたメインセンサ及びサブセンサの補正後の出力特性は、磁気センサ４８毎に認識番号をつけて記録される。この記録されたデータは、磁気センサ４８の交換時に行われる出力調整時にも用いられる。

アシスト制御に使用されるメインセンサは、操舵機構３の出力トルクを基準として出力信号が補正され、アシスト制御以外の制御に使用されるサブセンサは、入力シャフト１１に付与される入力トルクを基準として出力信号が補正される。このように、メインセンサとサブセンサの出力信号は、それぞれの制御に適するように別々に補正されるため、アシスト制御とアシスト制御以外の制御の双方の精度を高めることができる。

次に、図１１を参照して、メインセンサとサブセンサの出力信号を使用した電動パワーステアリング装置１００の制御について説明する。

操舵機構３の出力トルクを基準として補正されたメインセンサの出力信号及び入力トルクを基準として補正されたサブセンサの出力信号は、それぞれメインセンサＩ／Ｆ及びサブセンサＩ／Ｆを介してコントローラ５に入力される。

メインセンサの出力信号は、操舵アシスト演算部８１に出力される。操舵アシスト演算部８１は、メインセンサの出力信号に基づいてアシストする方向とアシスト量を演算し、モータ制御部８２に指令信号を出力する。モータ制御部８２は、モータの回転角を検出する回転角センサ８３の検出結果に基づいて、電動モータ４の駆動を制御する。このように、ドライバによる操舵ハンドルの操舵を補助するためのアシスト制御は、メインセンサの出力信号に基づいて行われる。

サブセンサの出力信号は、操舵トルク演算部８４に出力される。操舵トルク演算部８４は、サブセンサの出力信号を入力トルク情報に変換する。そして、その入力トルク情報を、電動パワーステアリング装置１００内のＥＰＳ内部制御部８５に出力すると共に、通信Ｉ／Ｆを介して電動パワーステアリング装置１００外の外部システム制御部８６に出力する。ＥＰＳ内部制御部８５は、アシスト制御以外の制御を行うものであり、例えば、フラッター抑制制御を行うものである。その場合には、ＥＰＳ内部制御部８５は、操舵トルク演算部８４からの入力トルク情報に基づいて車両のフラッター現象を抑制するための制御量を演算し、操舵アシスト演算部８１に出力する。操舵アシスト演算部８１は、メインセンサの出力信号に基づいて演算したアシスト量に、サブセンサの出力信号に基づいて演算した制御量を加算して、その加算値に基づいてモータ制御部８２に指令信号を出力する。

外部システム制御部８６は、アシスト制御以外の制御を行うものであり、操舵トルク演算部８４からの入力トルク情報に基づいて車両の走行安定性を保つ制御を行う。

故障検出判定部８７は、メインセンサの出力信号とサブセンサの出力信号との比較に基づいてメインセンサが故障しているか否かを判定し、判定結果を操舵アシスト演算部８１に出力する。操舵アシスト演算部８１は、故障検出判定部８７からメインセンサが故障しているとの判定結果が入力された場合には、アシスト制御を停止するようモータ制御部８２に指令信号を出力する。故障検出判定部８７は、メインセンサの出力信号とサブセンサの出力信号との差が予め定められた許容差以上であると判断した場合には、メインセンサが故障していると判定する。ここで、メインセンサの出力信号とサブセンサの出力信号は、別々に補正されているため、互いに逆特性となる出力特性は有さない。したがって、それぞれの補正量を考慮して上記許容差を決定する必要がある。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

以上のように、アシスト制御は、操舵機構３の出力トルクを基準として補正されたメインセンサの出力信号に基づいて行われ、アシスト制御以外の制御は、入力トルクを基準として補正されたサブセンサの出力信号に基づいて行われる。このように、アシスト制御に使用されるメインセンサの出力信号とアシスト制御以外の制御に使用されるサブセンサの出力信号とは、それぞれの制御に適するように別々に補正されるため、アシスト制御とアシスト制御以外の制御の双方の精度を高めることができる。

以下に、上記第１実施形態の変形例を示す。

（１）上記第１実施形態では、出力トルク測定器５２はラック１４の推力を測定するものとして説明した。しかし、出力トルク測定器５２が測定する推力は、操舵機構３のうち電動モータ４によるアシストトルクが付与された以降の推力であれば、どの部位の推力であってもよい。例えば、出力シャフト１２の推力を測定してもよい。

（２）上記実施形態では、メインセンサの出力信号は、操舵機構３の出力トルクを基準として補正されると説明した。これに代え、メインセンサの出力信号を、サブセンサと同様に入力シャフト１１に付与される入力トルクを基準として補正し、その後、操舵機構３の出力トルクを基準として補正するようにしてもよい。つまり、メインセンサの出力信号は、最終的に操舵機構３の出力トルクを基準として補正されていればよい。

（３）上記実施形態では、アクチュエータを用いて入力シャフト１１に入力トルクを付与する場合について説明した。これに代え、人力によって入力シャフト１１に入力トルクを付与するようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、図１２及び１３を参照して、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点について説明する。上記第１実施形態と同一の構成及び同一処理のステップには同一の符号及びステップ番号を付し、説明は省略する。

図１２を参照して、調整装置５０による電動パワーステアリング装置２００の調整方法について説明する。

ステップ１及び２は、上記第１実施形態（図６）と同じ処理である。

ステップ５１及び５２は、上記第１実施形態（図６）のステップ４１及び４２と同じ処理である。上記第１実施形態との違いは、上記第１実施形態のステップ４１及び４２は、サブセンサのみの処理であったのに対して、ステップ５１及び５２は、メインセンサとサブセンサの双方を処理する点である。つまり、ステップ５１及び５２では、メインセンサにて検出された入力トルクが入力トルク測定器５５にて測定された入力トルクと一致するように、センサ出力補正器５４にてメインセンサの出力信号が補正されると共に、サブセンサにて検出された入力トルクが入力トルク測定器５５にて測定された入力トルクと一致するように、センサ出力補正器５４にてサブセンサの出力信号が補正される。

ステップ５３は、上記第１実施形態（図６）のステップ３１と同じ処理である。

ステップ５４では、測定データ読取器５３にて読み取られた入力トルクと出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるようにメインセンサの出力信号を補正する補正値を算出する補正値算出工程が行われる。補正値としては、メインセンサの出力信号を増幅及びオフセットさせる値である。補正値の算出方法は、上記第１実施形態（図６）のステップ３２と同様の方法で行う。補正値の算出は、センサ出力補正器５４（図５）にて行ってもよいし、コントローラ５にて行ってもよい。

ステップ５５では、ステップ５４で算出した補正値をコントローラ５の補正値記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ８８（図１３参照）に格納する補正値格納工程が行われる。ＥＥＰＲＯＭ８８は、コントローラ５への電力の供給が遮断されても記憶を保持する不揮発性メモリである。

このように、上記第１実施形態では、測定データ読取器５３にて読み取られた入力トルクと出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるように、メインセンサの調整部における増幅部に設定された出力増幅率とオフセット部に設定されたオフセット値との補正を行うものであった。これに対して、本第２実施形態では、測定データ読取器５３にて読み取られた入力トルクと出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるようにメインセンサの出力信号を補正する補正値を算出し、その補正値をコントローラ５のＥＥＰＲＯＭ８８に格納するものである。

次に、図１３を参照して、メインセンサとサブセンサの出力信号を使用した電動パワーステアリング装置２００の制御について説明する。

メインセンサＩ／Ｆ及びサブセンサＩ／Ｆを介してコントローラ５に入力されるメインセンサの出力信号とサブセンサの出力信号は、双方とも入力トルクを基準として補正された信号である。

メインセンサの出力信号は、メインセンサ出力信号補正部８９にて補正される。メインセンサ出力信号補正部８９は、ＥＥＰＲＯＭ８８に記憶された補正値を用いてメインセンサの出力信号を補正し、操舵アシスト演算部８１に出力する。このように、メインセンサの出力信号は、コントローラ５のＥＥＰＲＯＭ８８に記憶された補正値に基づいて補正される。したがって、操舵アシスト演算部８１に入力されるメインセンサの出力信号は、操舵機構３の出力トルクを基準として補正されたものとなる。

このように、本第２実施形態では、操舵機構３の出力トルクを基準とするメインセンサの出力信号の補正は、コントローラ５内にて行われる点で、上記第１実施形態と異なる。

故障検出判定部８７は、メインセンサの出力信号とサブセンサの出力信号との差が予め定められた許容差以上であると判断した場合には、メインセンサが故障していると判定するものである。本第２実施形態では、故障検出判定部８７に入力されるメインセンサの出力信号とサブセンサの出力信号は、双方とも入力トルクを基準として補正された信号であり、互いに逆特性となる出力特性を有する。したがって、上記第１実施形態と異なり、補正量を考慮して上記許容差を決定する必要がない。

本第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００，２００ 電動パワーステアリング装置
２ トルクセンサ
３ 操舵機構
４ 電動モータ
５ コントローラ
１１ 入力シャフト
１２ 出力シャフト
１４ ラック
４８ 磁気センサ
５０ 調整装置
５１ アクチュエータ
５２ 出力トルク測定器
５３ 測定データ読取器
５４ センサ出力補正器
５５ 入力トルク測定器

Claims (6)

1. 電動パワーステアリング装置であって、
   操舵ハンドルから入力シャフトに付与された入力トルクに応じた出力信号を出力するトルクセンサと、
   前記入力トルクを車輪に伝達するための操舵機構と、
   前記操舵機構にアシストトルクを付与する電動モータと、
   前記トルクセンサから出力された出力信号に応じて前記電動モータの出力を制御するコントローラと、を備え、
   前記トルクセンサの前記出力信号として、アシスト制御に使用される第１出力信号と、アシスト制御以外の制御に使用される第２出力信号と、を有し、
   前記第１出力信号は、前記入力シャフトに付与された実際の入力トルクと前記操舵機構が出力する出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるように補正され、
   前記第２出力信号は、前記トルクセンサにて検出された入力トルクが実際の入力トルクと一致するように補正される
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記コントローラは、実際の入力トルクと前記操舵機構が出力する出力トルクとが前記理想特性となるように前記第１出力信号を補正する補正値が記憶された補正値記憶部を有し、
   前記第１出力信号は、前記補正値記憶部に記憶された前記補正値に基づいて補正されることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記トルクセンサは、その出力特性を調整可能な調整部を備え、
   前記調整部は、
   設定された出力増幅率に基づいて前記トルクセンサの出力信号を増幅させる増幅部と、
   設定されたオフセット値を前記トルクセンサの出力信号に加えるオフセット部と、を備え、
   前記第１出力信号は、前記出力増幅率及び前記オフセット値の少なくとも一方を補正することによって補正されることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 電動パワーステアリング装置の調整装置であって、
   前記電動パワーステアリング装置は、
   操舵ハンドルから入力シャフトに付与された入力トルクに応じた出力信号を出力するトルクセンサと、
   前記入力トルクを車輪に伝達するための操舵機構と、
   前記操舵機構にアシストトルクを付与する電動モータと、
   前記トルクセンサから出力された出力信号に応じて前記電動モータの出力を制御するコントローラと、を備え、
   前記トルクセンサの前記出力信号として、アシスト制御に使用される第１出力信号と、アシスト制御以外の制御に使用される第２出力信号と、を有し、
   前記調整装置は、
   前記入力シャフトに付与された入力トルクを測定する入力トルク測定器と、
   前記操舵機構が出力する出力トルクを測定する出力トルク測定器と、
   前記トルクセンサの出力信号を補正するセンサ出力補正器と、を備え、
   前記センサ出力補正器は、
   前記入力トルク測定器にて測定された入力トルクと前記出力トルク測定器にて測定された出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるように前記第１出力信号を補正し、
   前記トルクセンサにて検出された入力トルクが前記入力トルク測定器にて測定された入力トルクと一致するように前記第２出力信号を補正する
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置の調整装置。
5. 前記トルクセンサは、その出力特性を調整可能な調整部を備え、
   前記調整部は、
   設定された出力増幅率に基づいて前記トルクセンサの出力信号を増幅させる増幅部と、
   設定されたオフセット値を前記トルクセンサの出力信号に加えるオフセット部と、を備え、
   前記センサ出力補正器は、前記出力増幅率及び前記オフセット値の少なくとも一方を補正することによって、前記第１出力信号を補正することを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の調整装置。
6. 電動パワーステアリング装置の調整方法であって、
   前記電動パワーステアリング装置は、
   操舵ハンドルから入力シャフトに付与された入力トルクに応じた出力信号を出力するトルクセンサと、
   前記入力トルクを車輪に伝達するための操舵機構と、
   前記操舵機構にアシストトルクを付与する電動モータと、
   前記トルクセンサから出力された出力信号に応じて前記電動モータの出力を制御するコントローラと、を備え、
   前記トルクセンサの前記出力信号として、アシスト制御に使用される第１出力信号と、前記アシスト制御以外の制御に使用される第２出力信号と、を有し、
   前記調整方法は、
   前記入力シャフトに付与された入力トルクを測定する入力トルク測定工程と、
   前記操舵機構が出力する出力トルクを測定する出力トルク測定工程と、
   前記入力トルク測定工程にて測定された入力トルクと前記出力トルク測定工程にて測定された出力トルクとの関係が予め定められた理想特性となるように前記第１出力信号を補正する第１センサ出力補正工程と、
   前記トルクセンサにて検出された入力トルクが前記入力トルク測定工程にて測定された入力トルクと一致するように前記第２出力信号を補正する第２センサ出力補正工程と、
   を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置の調整方法。

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