JP2009137514A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経年変化によるトルクセンサの中点位置のズレを、出荷後であっても自動的に補正することで操舵フィーリングの悪化を抑制し、市場クレームに至る可能性を低減する。
【解決手段】トルクセンサに予め設定された設定中立位置信号を記憶保持する記憶手段と、トルクセンサで検出される現在中立位置信号のオフセット補正値を演算する補正値演算値手段と、現在中立位置信号の補正の可否を判定する補正可否判定手段とを備え、補正可否判定手段の判定に基づいて現在中立位置信号をオフセット補正値で補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に操舵トルクを検出するトルクセンサに劣化が生じた際に、トルクセンサからの操舵トルクを補正して操舵性能の低下を抑制する電動パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助力）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデュ−ティ比の調整で行っている。

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図８に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が、減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１４から電力が供給されると共に、イグニッションキー１１を経てイグニッション信号Ｉｇが入力され、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｔと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流を制御する。

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵを含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図９のようになる。

図９を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｔは操舵補助指令値演算部３２に入力され、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演算部３２に入力される。操舵補助指令値演算部３２は、入力された操舵トルクＴｔ及び車速Ｖに基づいて、メモリ３３に記憶されているアシストマップを参照してモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定する。操舵補助指令値Ｉは減算部３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償部３４に入力され、減算部３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算部３５に入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分演算部３６に入力され、その比例出力は加算部３０Ｂに入力される。微分補償部３４及び積分補償部３６の出力も加算部３０Ｂに加算入力され、加算部３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ駆動回路３７にはバッテリ１４から電力が供給され、モータ２０のモータ電流値ｉはモータ電流検出部３８で検出され、モータ電流値ｉは減算部３０Ａに入力されてフィードバックされる。

このような電動パワーステアリング装置では、製造工程において車両に搭載されたトルクセンサの中点位置の調整を行う。トルクセンサの中立位置にズレが生じている場合、ハンドルを操舵する際の左右の操舵フィーリングに誤差が発生し、運転者の操舵フィーリングを損なうため、ハンドルからの入力及び外部からの干渉を全く受けない状態で、トルクセンサから検出される中点位置信号と、電動パワーステアリング装置が中点位置と認識する中点位置信号とを完全に一致させるように設定する必要がある。

しかし、トルクセンサに供給される電力は、接触抵抗や回路抵抗等の影響によって電圧降下が生じて予定よりも下回ってしまう場合があり、そのため中立位置として出力される中立位置信号が予定より下回り、アシスト動作の誤作動や操舵フィーリングの悪化を招いてしまう問題があった。

かかる問題を解決する電動パワーステアリング装置として、例えば特開２００１−３０４９８３号公報（特許文献１）に示される装置があり、特許文献１に示される電動パワーステアリング装置では、トルクセンサの組み付けに伴う外力の作用に起因する中点電位のズレや、電動パワーステアリング装置のコントローラから操舵力検出用トルクセンサに至る電気的な接続経路で生じる電圧降下に起因する中点電位のズレ等の外乱を確実に吸収して、実際に自動車が使用される状況と略同等の条件で操舵力検出用トルクセンサの中点電位を精密に調整するようにしている。即ち、操舵力検出用トルクセンサを自動車の操舵力伝達経路上に組み付けて電動パワーステアリング装置のコントローラと接続した後、ステアリング・ハンドルに作用する外力を取り除いた状態で、中点電位調整回路から出力されるトルク検出信号（操舵トルク）が電動パワーステアリング装置のコントローラが、中点電位として認識する電位となるように中点電位調整回路を調整するようにしている。
特開２００１−３０４９８３号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、中点電位調整回路から出力されるトルク検出信号が電動パワーステアリング装置のコントローラによって中点電位として認識される電位となるように、中点電位調整回路あるいは電動パワーステアリング装置のコントローラを精密に調整することができるが、出荷後の経年変化によって改めて補正が必要になった場合には、専用の補正装置や補正プログラムを起動する装置が必要になると共に、補正するための時間を意図的に用意しなければ補正することができない問題がある。また、出荷後のトルクセンサの中点位置を補正するには、運転者が違和感を感じて、車両を整備工場等に持込むまで実施することができない問題がある。

本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、経年変化によるトルクセンサの中点位置のズレを、出荷後であっても自動的に補正することで操舵フィーリングの悪化を抑制し、市場クレームに至る可能性を低減する、より信頼性の高い電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、少なくともトルクセンサからの操舵トルクに基づいて演算された電流指令値により、操舵系にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は前記トルクセンサに予め設定された設定中立位置信号を記憶保持する記憶手段と、前記トルクセンサで検出される現在中立位置信号のオフセット補正値を演算する補正値演算値手段と、前記現在中立位置信号の補正の可否を判定する補正可否判定手段とを備え、前記補正可否判定手段の判定に基づいて前記現在中立位置信号を前記オフセット補正値で補正することにより、達成される。

また、本発明の上記目的は、前記補正値演算手段が、前記現在中立位置信号と前記設定中立位置信号との差に基づいて前記オフセット補正値を演算することにより、或いは前記現在中立位置信号を所定回数検出して前記記憶手段に記憶保持するハンドルトルク入力検出手段と、前記所定回数検出された前記現在中立位置信号の平均値である中立位置平均値を演算して前記記憶手段に記憶保持する残留トルク検出手段とをさらに備え、前記補正値演算手段が、前記記憶手段に記憶保持された前記中立位置平均値と前記設定中立位置信号との差に基づいて前記オフセット補正値を演算することにより、或いは前記補正可否判定手段が、前記オフセット補正値と閾値１及び２とを比較することで前記トルクセンサの前記現在中立位置信号の補正の可否を判定することにより、或いは前記ハンドルトルク入力検出手段が、イグニッションＯＦＦの確定に応じて第１検査を開始し、前記現在中立位置信号が前記閾値２の範囲内であれば第２検査を開始し、前記所定回数検出される前記現在中立位置信号の最大値と最小値との差が閾値３の範囲内であれば前記所定回数の前記現在中立位置信号を検出して前記記憶手段に記憶保持すると共に、前記残留トルク検出手段が、前記第２検査の終了毎に前記記憶手段から前記所定回数の前記現在中立位置信号を読込み、前記中立位置平均値を演算することにより、或いは前記残留トルク検出手段が、前記中立位置平均値と前回の前記中立位置平均値との差を閾値４と比較すると共に、前記複数回の前記中立位置平均値からオフセット方向を想定して前記オフセット補正値による補正の可否を判定することにより、より効果的に達成される。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、トルクセンサの中点位置信号のズレを出荷後であっても自動的に補正することにより、操舵フィーリングの悪化を抑制し、市場クレームに至る可能性を低減することができる。また、本発明によれば、検出される現在中立位置信号のズレの大きさに応じて補正の可否を判定するので、より信頼性の高いオフセット補正を行うことができると共に、ハンドルからの入力や外部からの干渉の有無を確実に検出することができるので、精度良くオフセット補正値を演算することが可能になる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの現在の中立位置信号を検出し、検出される現在中立位置信号と予め設定された設定中立位置信号とに基づいてオフセット補正値を演算し、現在中立位置信号にオフセット補正値を加算して補正を行う。

また、オフセット補正値による補正は、検出される現在中立位置信号、或いは演算されるオフセット補正値の大きさを予め設定された上下限の閾値と比較判定することで必要以上の補正を行わないようにする。

さらに、オフセット補正値の演算及びオフセット補正値によるトルクセンサの中立位置補正は、ハンドルからの入力及び外部干渉の無い状態で実施されることが望ましいので、ハンドルトルク入力検出手段及び残留トルク検出手段を設けることにより、オフセット補正値の演算及び補正の精度及び信頼性を向上させることができる。

以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の原理を従来技術と対比して示す図であり、予め設定されている太線の理想の中立位置３００から、検出されるトルクセンサの中立位置信号（ＣＰＵ認識電圧）にズレが生じた場合の操舵状況の変化の様子を示している。

前述したような従来技術の例を左ブロック１００に示し、本願発明の例を右ブロック２００に示し、縦軸は、トルクセンサからの電圧レベルＶをＣＰＵが認識できる範囲の例として“０〜５．０Ｖ”で示している。実際の電圧は“０〜５．０Ｖ”の範囲で、中立位置３００の電圧は“２．５Ｖ”であるが、以下の閾値Ｔｈ１、Ｔｈ２の関係では便宜的に中立位置３００を“０Ｖ”とし、その上下を正負電圧で表記する。即ち、例えば閾値＋Ｔｈ１は実際は“＋２．８Ｖ”であるが“＋０．３Ｖ”、閾値−Ｔｈ１は実際は＋２．２Ｖであるが“−０．３Ｖ”のように表記する。

検出されるトルクセンサの中立位置信号は、製造工程或いは調整時等においてコントロールユニットに予め設定された設定中立位置３００の線上にあることが理想であるが、車両の使用状況や環境等による経年変化によって、トルクセンサからの出力レベルに変化が発生した場合、設定中立位置３００と実際に検出されるトルクセンサからの中立位置信号との間にズレが生じ、中立位置信号が設定中立位置３００の線上から上下してズレる。このような中立位置信号のズレの大きさを、予め設定された正負の閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２によって判定する。

閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２は、設定中立位置３００を基軸として上下対称に正負閾値Ｔｈ１及び正負閾値Ｔｈ２としてそれぞれ設定されており、例えばトルクセンサの中立位置信号にズレが生じて±閾値Ｔｈ１の範囲を超えた場合、従来技術では操舵フィーリングが悪化する操舵フィーリングの悪化領域１０１及び１０１’になる。これに対し、本願発明ではトルクセンサからの中立位置信号にズレが生じて±閾値Ｔｈ１の範囲を超えた場合には、中立位置信号にオフセット補正を行うオフセット補正領域２０１及び２０１’となり、正常な操舵フィーリングを提供することができる領域としている。さらに、中立位置信号にズレが生じて±閾値Ｔｈ２の範囲を超えた場合には、従来技術及び本願発明共に、異常判定領域１０２、１０２’、２０２、２０２’となり、フェールセーフによってトルクセンサの中立位置信号の異常が確定される。

なお、ＣＰＵが認識できる電圧レベルＶの例として“０〜５．０Ｖ”としたが、ノイズ等を考慮して“０Ｖ”や“５．０Ｖ”を除く範囲であっても良く、例えば“１．０〜４．０Ｖ”や“１．０〜５．０Ｖ”等の範囲でも良い。

このように、本発明では＋閾値Ｔｈ１〜＋閾値Ｔｈ２の範囲或いは−閾値Ｔｈ１〜−閾値Ｔｈ２の範囲のトルクセンサの中立位置信号のズレを自動的にオフセット補正し、これにより操舵フィーリングの悪化を抑制し、出荷後のクレームに至る可能性を低減する。また、トルクセンサの中立位置信号が±閾値Ｔｈ２の範囲を超えるような場合には、オフセット補正を行わないで異常と判定する。

上述した原理に基づいて、本発明を実施する基本構成の例を図２に示して説明する。

イグニッションキーがＯＦＦの状態において、トルクセンサ１０によって検出された操舵トルクＴｔとしてのメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓは現在の中立位置信号（現在中立位置信号）を示しており、検出されたメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓはメイン・サブトルク異常判定手段４３に入力され、メイントルク信号Ｔｍは乗算手段４１でゲインを上げるために所定値（例えば３倍）が乗算され、現在中立位置信号Ｔｃとして補正値演算手段４２及び加算手段４７に入力される。

メイン・サブトルク異常判定手段４３は、入力されたメイントルク信号Ｔｍ及びサブトルク信号Ｔｓに基づいてトルクセンサ１０の検出信号の異常を所定値と比較して検出する異常判定手段である。メイン・サブトルク異常判定手段４３において所定値よりも小さく正常と判定されたメイントルク信号Ｔｃは、切替手段４６の接点ｃ２に入力される。一方、現在中立位置信号Ｔｃが入力された補正値演算手段４２は、記憶手段４４に記憶保持された設定中立位置信号Ｔｃｃを読込み、現在中立位置信号Ｔｃと設定中立位置信号Ｔｃｃとの差であるオフセット補正値Ｔｏ（＝Ｔｃ−Ｔｃｃ）を演算する。演算されたオフセット補正値Ｔｏは閾値Ｔｈ１及び閾値Ｔｈ２を入力している補正可否判定手段４５に入力されると共に、加算手段４７に入力され、加算手段４７において乗算手段４１からの現在中立位置信号Ｔｃと加算処理され、加算された補正中立位置信号Ｔｃｏ（＝Ｔｃ＋Ｔｏ）が切替手段４６の接点ｃ１に入力される。

また、補正可否判定手段４５にはイグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦを示すイグニッションキー信号Ｉｇが入力されており、補正可否判定手段４５は補正値演算手段４２から入力されたオフセット補正値Ｔｏに基づいて、その絶対値（｜Ｔｏ｜）と予め設定された閾値Ｔｈ１及びＴｈ２を比較判定すると共に、イグニッションキーがＯＮされたときに、切替手段４６の接点ｃ１或いはｃ２を切替える切替信号Ｓ１を出力するようになっている。例えば、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜が閾値Ｔｈ１以上であり、かつ閾値Ｔｈ２より小さければ、オフセット補正値Ｔｏによる補正を行うため、イグニッションキーがＯＮされたときに切替手段４６の接点をｃ１に切替える切替信号Ｓ１を出力する。また、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜が閾値Ｔｈ１より小さければ、正常な中立位置の範囲であるため、イグニッションキーがＯＮされたときに切替信号Ｓ１を切替手段４６に出力して接点をｃ２に切替えるようになっている。

切替手段４６の出力Ｔｔは操舵トルクとして操舵補助指令値の演算に用いられる。また、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜が閾値Ｔｈ２以上の場合には、トルクセンサ信号の異常（故障）のレベルが大きく、補正してアシストを継続するのは危険であるため、異常判定してフェールセーフによりアシスト制御を停止させる。

このような構成において、その動作例を図３のフローチャートを参照して説明する。

補正値演算手段４２は、トルクセンサ１０からのメイントルク信号Ｔｍを乗算手段４１で所定値を乗算された現在中立位置信号Ｔｃを入力し、記憶手段４４から予め記憶保持された設定中立位置信号Ｔｃｃを読込んでオフセット補正値Ｔｏを演算する（ステップＳ１０）。補正値演算手段４２は、オフセット補正値Ｔｏを加算手段４７に入力すると共に、補正可否判定手段４５に入力する（ステップＳ１１）。補正可否判定手段４５は、入力されたオフセット補正値Ｔｏの絶対値（｜Ｔｏ｜）と閾値Ｔｈ１とを比較し（ステップＳ１２）、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜が閾値Ｔｈ１よりも小さい場合は、正常な中立位置であるため、次にイグニッションキーがＯＮされたときに、補正可否判定手段４５は切替信号Ｓ１を切替手段４６に出力して接点ｃ２に切替えて終了となる。これにより、メイントルク信号Ｔｃが操舵トルクＴｔとして出力される。また、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜が閾値Ｔｈ１以上の場合、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜と閾値Ｔｈ２とを比較し、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜が閾値Ｔｈ２より小さい場合、補正可否判定手段４５は、オフセット補正値Ｔｏによって現在中立位置信号Ｔｃをオフセット補正するため、次にイグニッションキーがＯＮされたときに切替信号Ｓ１を切替手段４６に出力して接点ｃ１に切替え、加算手段４７でオフセット補正された補正中立位置信号Ｔｃｏが操舵トルクＴｔとして出力される（ステップＳ１４）。一方、オフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜が閾値Ｔｈ２以上の場合には異常のレベルが大きく、オフセット補正してアシストを継続するのは危険であるため異常と判定する（ステップＳ１５）。異常判定となった場合には、補正可否判定手段４５は、フェールセーフ機能でアシスト制御を停止する。また、メイントルク・サブトルク異常判定手段４３において、メイントルクＴｍ若しくはサブトルク信号Ｔｓが所定値を超えた場合も異常と判定され、異常判定された場合にはフェールセーフ機能でアシスト制御を停止する。

次に、さらにオフセット補正値の絶対値｜Ｔｏ｜の精度を向上させるため、現在中立位置信号Ｔｃを複数回検出することで、ハンドル操舵による入力トルク及び車両の停車状況による残留トルク等を考慮し、より確実なオフセット補正を実施する例を図４及び図５を参照して説明する。

先ず、ハンドル操舵による入力トルクの有無を検出し、安定した状態において現在中立位置信号Ｔｃを検出する例を図４のタイムチャートに示して説明する。

運転者によってイグニッションキーがＯＦＦにされると、所定時間経過後にイグニッションＯＦＦを確定し（時点ｔ１）、時点ｔ６までの第１検査（検査時間Ｃｔ１＝ｔ６−ｔ１）を開始する。第１検査では、上述した閾値Ｔｈ２に基づいて現在中立位置信号Ｔｃと比較し、現在中立位置信号Ｔｃ変化量が±閾値Ｔｈ２（一点鎖線）の範囲内であれば、第２検査を開始する。本例では、時点ｔ３以降時点ｔ５まで第２検査を行う。

第２検査では、閾値Ｔｈ２よりも小さい閾値Ｔｈ３に基づいて入力トルク変化量の確認を行い、閾値Ｔｈ３の範囲内で現在中立位置信号Ｔｃを複数回記憶保持する。即ち、点線で示されている閾値Ｔｈ３は、入力トルク及び現在中立位置信号Ｔｃのズレをさらに精度良く検出するための閾値であり、現在中立位置信号Ｔｃを複数回（本例では、Ｔｃ_ｎ−３、_{Ｔｃｎ−２}、Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎの４回）検出し、検出された現在中立位置信号Ｔｃの最大値と最小値の差を閾値Ｔｈ３と比較することで入力トルクの有無を確実に検出する。例えば現在中立位置信号Ｔｃを中立位置信号Ｔｃ_ｎとし、中立位置信号Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎ−２、Ｔｃ_ｎ−３のようにｎ回検出して記憶保持し、記憶保持された中立位置信号Ｔｃ_ｎ〜Ｔｃ_ｎ−３の中の最大値及び最小値の差の絶対値を閾値Ｔｈ３と比較して入力トルクの有無を確実に検出するようにする。つまり、所定回数検出される現在中立位置信号Ｔｃの最大値と最小値の差の絶対値を閾値Ｔｈ３と比較し、閾値Ｔｈ３の範囲内であれば操舵トルクの入力が無い状態として、補正値演算手段４２によってオフセット補正値Ｔｏを演算し、安定した高精度なオフセット補正値を算出することができる。

次に、車両の停車状況による残留トルク等を考慮する例を図５のタイムチャートに示して説明する。

図５の縦軸は中立位置電圧の大きさを示しており、横軸はイグニッションキーがＯＦＦにされた回数（第２検査実施回数）を示している。ここで、中立位置信号Ｔｃは運転者からのハンドル操舵が無い状態あっても車両の停車状況によってトルクセンサに残留トルクが発生し、中立位置信号Ｔｃに経年変化が発生してしまう場合がある。経年変化は中立位置信号Ｔｃのズレは同一方向に変化（増加或いは減少）すると想定することができ、上述した第２検査において複数回検出される現在中立位置信号Ｔｃの平均値を中立位置平均値Ｔｃａとし、第２検査終了毎に記憶保持させ、記憶保持された複数回の中立位置平均値Ｔｃａが同一方向で、かつ変動量が±閾値Ｔｈ４の範囲内であれば、次にイグニッションキーがＯＮされたときに補正を行うようにする。

中立位置平均値Ｔｃａの記憶保持は、図５に示すように今回検出された現在中立位置信号Ｔｃの平均値を中立位置平均値Ｔｃａ、前回検出された中立位置平均値Ｔｃａを中立位置平均値Ｔｃａ１、前々回検出された中立位置平均値Ｔｃａを中立位置平均信号Ｔｃａ２のように継続して所定回数記憶保持させ、±閾値Ｔｈ４（点線）の範囲外の場合（Ｔｃａ３‘、Ｔｃａ２’、Ｔｃａ１‘、Ｔｃａ’の場合）は記憶保持させないようにする。そして、検出された現在中立位置信号Ｔｃの平均値である中立位置平均値Ｔｃａと前回の中立位置平均値Ｔｃａ１との差の絶対値（｜Ｔｃａ１−Ｔｃａ｜）を閾値Ｔｈ４と比較し、閾値Ｔｈ４の範囲内であれば検出された中立位置平均値Ｔｃａを記憶保持する。例えば３回の中立位置平均値によって判定する場合には、（Ｔｃａ２≦Ｔｃａ１≦Ｔｃａ）または（Ｔｃａ２≧Ｔｃａ１≧Ｔｃａ）、かつ（｜Ｔｃａ１−Ｔｃａ｜）が閾値Ｔｈ４の範囲内であれば中立位置平均値Ｔｃａを記憶保持する。一方、中立位置平均値Ｔｃａ’、中立位置平均値Ｔｃａ１’、
中立位置平均値Ｔｃａ２’に示されている中立位置平均値は、閾値Ｔｈ４の範囲外であり、中立位置平均値の変動が大きく、外乱的要因の影響が考えられるため、中立位置平均値Ｔｃａ’を記憶保持しないようにする。また、同一方向ではない状態が検出された場合も、記憶保持しないようにする。

このように、ハンドルからの入力トルク及び車両の停車状況による残留トルク等を考慮し、より確実なオフセット補正を実施する構成例を図６に示して説明する。図６の構成例は図２に対応しており、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

ハンドルトルク入力検出手段４９は、図４に示したようなハンドルからの入力トルクの有無を検出する手段であり、イグニッションキーからイグニッション信号Ｉｇが入力され、乗算手段４１から現在中立位置信号Ｔｃが入力されている。また、ハンドルトルク入力検出手段４９は、イグニッション信号Ｉｇに基づいて第１検査を開始し、検出される現在中立位置信号Ｔｃを閾値Ｔｈ２と比較し、検出される現在中立位置信号Ｔｃが閾値Ｔｈ２の範囲内であれば第２検査を開始する。第２検査では、現在中立位置信号Ｔｃを３回検出し、その検出値Ｔｃ_ｎ−２、Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎを記憶手段４４に記憶保持させ、３回分の中立位置信号Ｔｃ_ｎ〜Ｔｃ_ｎ−２の最大値と最小値との差の絶対値を閾値Ｔｈ３と比較して入力トルクの有無を検出する。そして、ハンドルトルク入力検出手段４９は第１検査を終了すると、検査終了信号Ｓ３を出力して残留トルク検出手段４８に入力する。

また、残留トルク検出手段４８は、図５に示したような車両の停車状況等による残留トルクを考慮して、中立位置信号Ｔｃのズレを検出する手段であり、ハンドルトルク入力検出手段４９から検査終了信号Ｓ３が入力されると、前述した第２検査において検出された現在中立位置信号Ｔｃの３回分を記憶手段４４から読込み、その現在中立位置信号Ｔｃの３回分の平均値を演算することで中立位置平均値Ｔｃａを求める。また、残留トルク検出手段４８は中立位置平均値Ｔｃａを第２検査終了毎に４回求め、その中立位置平均値Ｔｃａのズレが同一方向で、変動量が閾値Ｔｈ４の範囲内であれば、次にイグニッションキーがＯＮされた時に補正を行う残留トルク検出信号Ｓ２を補正可否判定手段４５に入力する。また、中立位置平均値Ｔｃａのズレが上記条件を満たさない状態であれば、次にイグニッションキーがＯＮされた時に補正を行わないように残留トルク検出信号Ｓ２を出力しない。また、補正値演算手段４２は、記憶手段４４に記憶保持された中立位置平均値Ｔｃａと設定中立位置信号Ｔｃｃとの差であるオフセット補正値Ｔｏ（＝Ｔｃａ−Ｔｃｃ）を演算し、演算されたオフセット補正値Ｔｏは補正可否判定手段４５に入力されると共に、加算手段４７に入力され、乗算手段４１からの現在中立位置信号Ｔｃと加算処理され、補正中立位置信号Ｔｃｏ（＝Ｔｃ＋Ｔｏ）が切替手段４６の接点ｃ１に入力される。

このような構成において、その動作例を図７のフローチャートに示して説明する。

先ずハンドルトルク入力検出手段４９は、イグニッションキーのＯＦＦ信号であるイグニッション信号Ｉｇを検出し（ステップＳ２０）、イグニッションＯＦＦ信号Ｉｇが検出されてから所定時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１において所定時間が経過していない場合は、イグニッションキーのＯＦＦが確定されていないため、第１検査の経過時間をクリアし（ステップＳ２２）、さらに第２検査時間をクリアし（ステップＳ２３）、残留トルク検出手段４８は記憶手段４４から既に中立位置平均値Ｔｃａ１、Ｔｃａ２を読込み済みか或いは否かを判定し（ステップＳ２４）、未だに読込んでいない場合は記憶手段４４から中立位置平均値Ｔｃａ１及びＴｃａ２を読込んで（ステップＳ２５）、リターンする。

また、上記ステップＳ２１において所定時間が経過した場合には第１検査が開始され（ステップＳ２６）、第１検査が予め定められている経過時間と検査時間Ｃｔ１を比較する（ステップＳ２７）、第１検査の経過時間が検査時間Ｃｔ１を超えた場合は終了となる。一方、第１検査の経過時間が検査時間Ｃｔ１以内であれば、検出される現在中立位置信号Ｔｃを閾値Ｔｈ２と比較し（ステップＳ２８）、現在中立位置信号Ｔｃが閾値Ｔｈ２以上の場合は、オフセット補正値による補正を行わないため、上記ステップＳ２３に移行する。

また、上記ステップＳ２８で現在中立位置信号Ｔｃが閾値Ｔｈ２より小さい場合には第２検査が開始され（ステップＳ２９）、第２検査の経過時間が予め定められている検査時間Ｃｔ２を経過したか否かを判定し（ステップＳ３０）、第２検査の経過時間が検査時間Ｃｔ２以内であれば、検出される現在中立位置信号Ｔｃを所定回数（３回のサンプリング）記憶手段４４に記憶保持させ（ステップＳ３１）、記憶保持された３回分の現在中立位置信号Ｔｃ_ｎ−２、Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎの最大値と最小値の差の絶対値が閾値Ｔｈ３よりも大きいか否かを判定してハンドルからの入力トルクの有無を検出する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２において３回分の現在中立位置信号Ｔｃ_ｎ−２、Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎの最大値と最小値の差の絶対値が閾値Ｔｈ３以下の場合にはリターンとなり、現在中立位置信号Ｔｃ_ｎ−２、Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎを継続して記憶保持する。一方、３回分の現在中立位置信号Ｔｃ_ｎ−２、Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎの最大値と最小値の差の絶対値が閾値Ｔｈ３よりも大きい場合にはハンドルから入力トルクが有る状態とし、記憶手段４４に記憶保持された３回分の現在中立位置信号Ｔｃ_ｎ−２、Ｔｃ_ｎ−１、Ｔｃ_ｎを消去し（ステップＳ３３）、前記ステップＳ２３に移行する。

また、上記ステップＳ３０において第２検査の経過時間が検査時間Ｃｔ２を越えると、残留トルク検出手段４８は、ハンドルトルク入力検出手段４９が検出した現在中立位置信号Ｔｃを記憶手段４４から３回分読込み（ステップＳ３４）、中立位置平均値Ｔｃａを求め（ステップＳ３５）、前記ステップＳ２５で読込まれた中立位置平均値Ｔｃａ１、Ｔｃａ２及び中立位置平均値Ｔｃａに基づいて変動量を確認する。変動量の確認は上述したように閾値Ｔｈ４を用いて“（（Ｔｃａ２≦Ｔｃａ１≦Ｔｃａ）｜｜（Ｔｃａ２≧Ｔｃａ１≧Ｔｃａ））で、かつ（｜Ｔｃａ１−Ｔｃ｜≦閾値Ｔｈ４）”であれば、中立位置平均値Ｔｃａを記憶手段４４に記憶保持させ（ステップＳ３７）、次にイグニッションキーがＯＮされた時に補正を行う残留トルク検出信号Ｓ２を補正可否判定手段４５に入力する。また、補正値演算手段４２は、ステップＳ３７において記憶手段４４に記憶保持された中立位置平均値Ｔｃａと設定中立位置信号Ｔｃｃとの差であるオフセット補正値Ｔｏを演算する（ステップＳ３８）。残留トルク検出手段４８は、中立位置平均値Ｔｃａ１を中立位置平均値Ｔｃａ２、中立位置平均値Ｔｃａを中立位置平均値Ｔｃａ１として記憶手段に記憶保持させ（ステップＳ３９）、終了し、“（（Ｔｃａ２≦Ｔｃａ１≦Ｔｃａ）｜｜（Ｔｃａ２≧Ｔｃａ１≧Ｔｃａ））、かつ（｜Ｔｃａ１−Ｔｃ｜≦閾値Ｔｈ４）”でなければ中立位置平均値Ｔｃａを保持せずに終了となる。

なお、本例では現在中立位置信号Ｔｃを３回検出しているがその検出回数は任意であり、中立位置平均値Ｔｃａの算出回数も４回でなく、任意回数が可能である。

本発明の原理を従来技術と比較して説明するための図である。 本発明に係る基本構成を示すブロック図である。 本発明の動作例を示すフローチャートである。 本発明を説明するためのタイムチャートである。 本発明を説明するためのタイムチャートである。 本発明の他の構成例を示すブロック図である。 本発明の他の動作例を示すフローチャートである。 従来の電動パワーステアリング装置の構成例を示すブロック図である。 従来のコントロールユニットの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ ハンドル
２ コラム軸
１０ トルクセンサ
１１ イグニッションキー
１２ 車速センサ
２０ モータ（Ｍ）
４１ 乗算手段
４２ 補正値演算手段
４３ メイントルク・サブトルク異常判定手段
４４ 記憶手段
４５ 補正可否判定手段
４６ 切替手段
４７ 加算手段
４８ 残留トルク検出手段
４９ ハンドルトルク入力検出手段

Claims (6)

1. 少なくともトルクセンサからの操舵トルクに基づいて演算された電流指令値により、操舵系にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置において、前記トルクセンサに予め設定された設定中立位置信号を記憶保持する記憶手段と、前記トルクセンサで検出される現在中立位置信号のオフセット補正値を演算する補正値演算値手段と、前記現在中立位置信号の補正の可否を判定する補正可否判定手段とを備え、前記補正可否判定手段の判定に基づいて前記現在中立位置信号を前記オフセット補正値で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。
2. 前記補正値演算手段が、前記現在中立位置信号と前記設定中立位置信号との差に基づいて前記オフセット補正値を演算する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記現在中立位置信号を所定回数検出して前記記憶手段に記憶保持するハンドルトルク入力検出手段と、前記所定回数検出された前記現在中立位置信号の平均値である中立位置平均値を演算して前記記憶手段に記憶保持する残留トルク検出手段とをさらに備え、前記補正値演算手段が、前記記憶手段に記憶保持された前記中立位置平均値と前記設定中立位置信号との差に基づいて前記オフセット補正値を演算する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記補正可否判定手段が、前記オフセット補正値と閾値１及び２とを比較することで前記トルクセンサの前記現在中立位置信号の補正の可否を判定する請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ハンドルトルク入力検出手段が、イグニッションＯＦＦの確定に応じて第１検査を開始し、前記現在中立位置信号が前記閾値２の範囲内であれば第２検査を開始し、前記所定回数検出される前記現在中立位置信号の最大値と最小値との差が閾値３の範囲内であれば前記所定回数の前記現在中立位置信号を検出して前記記憶手段に記憶保持すると共に、前記残留トルク検出手段が、前記第２検査の終了毎に前記記憶手段から前記所定回数の前記現在中立位置信号を読込み、前記中立位置平均値を演算する請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記残留トルク検出手段が、前記中立位置平均値と前回の前記中立位置平均値との差を閾値４と比較すると共に、前記複数回の前記中立位置平均値からオフセット方向を想定して前記オフセット補正値による補正の可否を判定する請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
   
   
   

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