JPS62276424A - 回転軸のトルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は１回転軸に印加されるトルクを検出するトルク
検出装置に関する。

（従来の技術） 例えば、ｉ！Ｉ動パワーステアリング装置においては、
ドライバがステアリングホイールを操作（操舵）してス
テアリングシャフトに印加したトルクを検出するトルク
検出装置を有しており、検出操舵トルクの大きさに対応
して電動機を付勢して補助操舵力を操舵系に印加してい
る。

この場合、ステアリングシャフトは、ドライバの回動力
を伝達するための回転シャフトとなるので。

第１３図に示すようなトルク検出装置が使用される。こ
れにおいて、２２ｏはステアリングシャフトであり、該
シャフト２２０にはトーションバースプリング２２１が
結合されている。トーションバースプリング２２１には
、歪に応じて抵抗値が変化するストレインゲージ２２２
が貼付けされており、該ゲージの端子は、ステアリング
シャツ１−２２０に形成されたスリップリング２２３ａ
および２２４ａに接続されている。スリップリング２２
３ａおよび２２３ｂは固定部に設置されたブラシ２２３
ｂおよび２２４ｂと摺動接触しており、該ブラシ２２３
ｂおよび２２４ｂは図示しない検出回路に接続されてい
る。検出回路は、抵抗検出回路であり、ブラシ２２３ｂ
、２２４ｂおよびスリップリング２２３ａ、２２４ａを
介してストレインゲージ２２２に所定値の電圧を印加し
ている。

すなわち、この種のトルク検出装置においては、ステア
リングシャフト２２０にトルクが印加されると、トーシ
ョンバースプリング２２２が捩れ、該捩れによりストレ
インゲージが歪を受けてその抵抗値が変化して端子間電
圧が変換するので、電圧値に対応付けして印加されたト
ルクを検出している。

しかしながら、この種のトルク検出装置では。

スリップリング２２３ａおよび２２４ａと、ブラシ２２
３ｂおよび２２４ｂとが摺動接触しているので、摺動部
が磨滅したり、機械的な振動により検出信号にノイズが
含まれやすいという問題がある。

そこで、このような問題に答えるものとして特開昭５９
−１１１０２９では、多数のスリットを円周上に配置し
た２枚のスリット板をトーションバースプリングの両側
に固着して、該スリット板を光源と受光光量を電気信号
に変換する受光部とにより挟み込む構成のトルク検出装
置が開示されている。

これによれば、受光部の受光光量により非接触でトルク
を検出することができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、このトルク検出装置では、受光部に特別な考
慮が施されていないので、スリットのバラツキにより誤
検出詮生じやすく、このため、スリット板に高精度の加
工が要求される。のみならず１組立時に生じたスリット
板間隔のバラツキやトーションバースプリングの３次元
的な捩れ、機械的な振動によるスリット板のブレ等によ
り誤検出しやすい。

さらには、受光部に使用する受光素子は一般に温度の影
響を強く受けてドリフトするので、屋外で、四季を問わ
ず、広範な地域で使用される車輌に装着する場合のよう
に、苛酷な温度条件の下には光量検出、延ではトルク検
出の信頼性が非常に低くなる。これに加えて、受光部や
光源に付着した崖芥による検出光量の変化、受光部や光
源の経時変化による検出値の変化等により誤検出を生じ
やすいという欠点がある。

本発明は、スリット板の加工に特別な精度を要すること
なく、またスリット板間隔のバラツキやトーションバー
スプリングの３次元的な捩れ１機械的な振動によるスリ
ット板のブレ等に対しても検出誤差を生じない１回転軸
のトルク検出装置を提供することを第１の目的とし、こ
の第１の目的に加えて、温度等の環境変化や塵芥の付着
による誤検出、あるいは経時変化による誤検出を生じな
い回転軸のトルク検出装置を提供することを第２の目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 上記第１の目的を達成するために第１の発明においては
、回転軸に連続するトーションバースプリング部材の両
側にそれぞれ分けて固着される、光源手段の光量を規制
するための複数のスリットを回転軸心を中心とする環上
に配設した第１スリット板および第２スリット板；第１
スリット板および第２スリット板に配設されたスリット
により規制された光源手段の通過光を受光して受光光量
に対応する電気信号を発生する。トーションバースプリ
ング部材とは機械的に独立な支持板部材に支持された１
回転軸心を中心とする環状の受光光量検出手段；および
、受光光量検出手段の検出光量に応じた。トーションバ
ースプリング部材に印加されたトルクを示すトルク情報
を発生するトルク情報生成手段；を備える構成とする。

また、上記第２の目的を達成するために第２の発明にお
いては、回転軸に連続するトーションバースプリング部
材の両側にそれぞれ分けて固着される、光源手段の光量
を規制するための複数のスリットを回転軸心を中心とす
る環上に配設した第１スリット板および第２スリット坂
；第１スリット板および第２スリット板に配設されたス
リットにより規制された光源手段の通過光を受光して受
光光量に対応する電気信号を発生する、トーションバー
スプリング部材とは機械的に独立な支持板部材に支持さ
れた、回転軸心を中心とする環状の受光光量検出手段；
光源手段の、第１スリット板部材に対する第２スリット
板部材に相対的なずれに無関係な較正光を受光して受光
光量に対応する電気信号を発生する、トーションバース
プリング部材とは機械的に独立な支持板部材に支持され
た１校正光量検出手段；および、較正光量検出手段の発
生信号に応じて較正された受光光量検出手段の検出光量
、に応じた、トーションバースプリング部材に印加され
たトルクを示すトルク情報を発生するトルク情報生成手
段；を備える構成とする。

（作用） 第１の発明によれば、第１スリット板および第２スリッ
ト板に配設されたスリットにより規制された光源手段の
通過光を環状の受光光量検出手段で受光しているので、
各スリットにバラツキがある場合や１組立て時に第１お
よび第２スリット板間隔にバラツキを生じた場合、トー
ションバースプリングが３次元的な捩れを生じた場合、
あるいは機械的な振動により第１および第２スリット板
がブした場合などにおいても、これらの要因によりもた
らされる受光光量の部分的な変動が平均化されるので検
出誤差を生ずることがない、いいかえると、スリット板
の作製や、トルク検出装置の組立てに特別な精度を必要
としない。

また、第２の発明によれば、受光光量検出手段と同一の
自然環境および使用条件が与えられる較正光量検出手段
を有°して、該較正光量検出手段の発生信号により受光
光量検出手段の検出光量を較正しているので、第１の発
明の作用に加えて、温度等の環境変化や、塵芥の付着、
あるいは経時変化による検出光量の変動が補正されて償
頼性の高い回転軸のトルク検出装置となる。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。

（実施例） 第６図に本発明の一実施例のトルク検出装置を含む電動
パワーステアリング装置の機構部の構成概要を示す、ス
テアリングホイール１が固着された第１ステアリングシ
ヤフト２は、途中にトルクセンサ組体３が係合されてお
り、さらに延びて端部が第１ユニバーサルジヨイント４
により第２ステアリングシヤフト５と結合されている。

第２ステアリングシヤフト５には第２ユニバーサルジヨ
イント６でロッド７が結合されている。このロッド７に
は、減速機９の、ピニオンギアが形成されており、該ピ
ニオンギアは、タイロッド１０に固着されたラック１１
に噛合っている。タイロッド１０は車軸１２のステアリ
ングナックルアーム１６に結合されている５車軸１２の
車軸にはショックアブソーバ１３が結合されており、こ
のショックアブソーバ１３のサスペンションアッパーサ
ポート１４に車体（図示せず）が結合されている。

１５はアッパーサポート１４と車軸の間の振動緩衝用の
コイルスプリング、１７はスタビライザーバー、１８は
ロワーサスペンションアームである。

１９ａは第１ステアリングシヤフト２を支持するガイド
で、フロア１９ｂに固着されている。

ステアリングホイール１が右左回転すると、第１ステア
リングシャフト２．第１ユニバーサルジヨイント４．第
２ステアリングシヤフト５および第２ユニバーサルジヨ
イント６を介してロッド７が回転駆動され、ロッド７に
形成されたピニオンギアと噛合うラック１１が第６図の
タイロッド１０の延びる方向に駆動されて、車輪１２の
姿勢が、車輌を右転回または左転回する向きに変わる。

減速機９は、減速ギアトレイン（図示せず）を介して電
動機８の出力軸とロッド７とを結合する動力伝達装置で
ある。電動機８が正逆転付勢されると１図示しない減速
ギアトレインを介してロッド７が回転駆動され、ロッド
７に形成されたピニオンギアと噛合うラック１１が第６
図のタイロッド１０の延びる方向に駆動されて、車軸１
２の姿勢が、車輌を右転回または左転回する向きに変わ
る。

つまり、ステアリングホイール１の右左回転、および、
電動機８の正逆転付勢、のいずれによっても車軸１２の
姿勢が変わる。

次に、トルクセンサ組体３を説明する。第１図は、トル
クセンサ組体３を、第１ステアリングシャフト２の中心
軸を通る平面で接断した断面図である。

第１図を参照すると、第１ステアリングシヤフト２の一
部が削り取られてトーションバースプリング２０１が形
成されている（２０１の垂直断面の形状は第３図を参照
されたい）。第１図において、第１ステアリングシヤフ
ト２を左側に延長した端部にステアリングホイール１が
結合される。

トーションバースプリング２０１を間にして、東側の第
１ステアリングシヤフト２には、同一形状の第１スリー
ブ２０２および第２スリーブ２０３が対称に固着されて
いる。第１スリーブ２０２には円板状の第１スリット板
３２０が、第２スリーブ２０３には第１スリット板３２
０より小径の円板状の第２スリット板３３０が、それぞ
れ第１ステアリングシヤフト２に垂直となるように固着
されている。

３０１はハウジングであり、ガイド１９ａに固着されて
いる。第１ステアリングシヤフト２はハウジング３０１
を貫通しており、これらは互に機械的に独立している。

ハウジング３０１には支持部材３０２により、受光板３
１０および平板光源３４０が、第１スリット板３２０お
よび第２スリット板３３０を挟むようにして固着されて
いる。ハウジング３０１の開口部と第１スリーブ２０２
および第２スリーブ２０３との間には防塵シール部材３
０３がある。なお、ハウジング３０１は、受光板３１０
固着部と平板光源３４０固着部との間で２分割できるよ
うになっている。

第２図は、トルクセンサ組体３からハウジング３０１お
よび、それに固着されている受光板３１０と平板光源３
４０を取り外した状態を示す斜視図である。第２図にお
いては第１ステアリングシヤフト２を左側に延長した端
部にステアリングホイール１が結合され、ステアリング
ホイール１の右左回転により、第１ステアリングシヤフ
ト２は矢印のように■動される。

第１スリット板３２０および第２スリット板３３０には
多数のスリットが設けられている。第３図は、第１図の
■−■線を通る面から第１スリット板３２０および第２
スリット板３３０を見た平面図（ただし、ハウジング３
０１を取り外した状態：第２図の左側正面から見た平面
図）であり、第３図を参照してこれらのスリットを説明
する（なお、第１図は、第３図のＩ−Ｉ線断面図に相当
する）。

第１スリット板３２０には２回転自速度検出スリット３
２１．第１右トルク検出スリット３２２．第１左トルク
検出スリット３２３．第１白レベル検出スリット３２４
が同心円周上にそれぞれ所定間隔で穿設されており、第
２スリット板３３０には、第２右トルク検出スリット３
３２．第２左トルク検出スリット３３３．第２白レベル
検出スリット３３４が同心円周上にそれぞれ所定間隔で
穿設されている。

第１右トルク検出スリット３２２と第２右トルク検出ス
リット３３２とは、それぞれ、第１スリット板３２０と
第２スリット板３３０の、同一径の円周上に同一間隔で
穿設されているが、組立て状態（つまり、第３図の状Ｆ
Ａ）では、各スリットの開口部にわずかな重なりを残し
て第１右トルク検出スリット３２２に対して第２右トル
ク検出スリット３３２が左方向にずれる。

第１左トルク検出スリット３２３と第２左トルク検出ス
リット３３３とは、それぞれ、第１スリット板３２０と
第２スリット板３３０の、同一径の円周上に同一間隔で
穿設されているが、組立て状ｍ（つまり、第３図の状態
）では、各スリットの開口部がわずかな重なりを残して
第１左トルク検出スリット３２３に対して第２左トルク
検出スリット３３３が右方向にずれる。

第１白レベル検出スリット３２４と第２白レベル検出ス
リット３３４とは、それぞれ、第１スリット板３２０と
第２スリット板３３０の、同一径の円周上に同一間隔で
穿設されているが、組立て状態（つまり、第３図の状態
）では、各スリットの開口部のちょうど半分だけずれる
。

つまり、第１右トルク検出スリット３２２と第２右トル
ク検出スリット３３２が、第１左トルク検出スリット３
２３と第２左トルク検出スリット３３３が、第１白レベ
ル検出スリット３２４と第２白レベル検出スリット３３
４が、それぞれ対応しており、第２スリット板３３０は
、回転角速度検出スリット３２１の分だけ第１スリット
板３２０より小径になっている。

第１図に示した平板光源３４０は、ＥＬパネル（ｅｌｅ
ｃｔ、ｒｏ↓ｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｐａｎｅｌ）で
あり、スリット板３３０側に均一の黄橙色光を発する。

つまり、平板光［３４０から発せられた光が、回転角速
度検出スリット３２１の間、第１右トルク検出スリット
３２２と第２右トルク検出スリット３３２との間および
／または第１左トルク検出スリット３２３と第２左トル
ク検出スリット３３２との間、および、第１白レベル検
出スリット３２４と第２白レベル検出スリット３３４の
間を通って受光板３１０の表面（３４０と対向する面）
に照射される。

第４図は、受光板３１０を第１スリット板３２０側から
見た平面図である。第４図を参照すると、受光板３１０
には、フォトトランジスタによる回転角速度センサ３１
１．アモルファスシリコン太陽電池（以下、ａ−３ｔセ
ルと略す）による環状の右トルク検出センサ３１２．ａ
−３ｔセルによるセンサ３１２より小径の環状の左トル
ク検出センサ３１３．ａ−Ｓｔセルによるセンサ３１３
より小径の環状の白レベル検出センサ３１４．ａ−３ｉ
セルによるセンサ３１４より小径の環状の黒レベル検出
センサ３１５が備えられている。

回転角速度検出センサ３１１は回転角速度検出スリット
３２１を通過した光を受光するようにその形状および位
置が定められて設置されている。右トルク検出センサ３
１２．左トルク検出センサ３１３、白レベル検出センサ
３１４は同心環であり、それぞれ、第１右トルク検出ス
リット３２２と第２右トルク検出スリット３３２との間
を、第１左トルク検出スリット３２３と第２左トルク検
出スリット３３３との間を、第１白レベル検出スリット
３２４と第２白レベル検出スリット３３４との間を、通
過した平板光源３４０の光を受光するように各様が定め
られて設置されている。黒レベル検出センサ３１５は、
他のセンサ３１２゜３１３．３１４と同心であるが、平
板光源３４０の光が照射されないように、最も小径に設
定されている。

センサ３１１は、受光／非受光に応じてオン／オフし、
センサ３１２，３１３，３１４および３１５は受光光量
に比例する電圧信号を出力する。

前述のように、第１スリット板３２０と第２スリット板
３３０とは、トーションバースプリング２０１の両側に
固着されるので、第１ステアリングシヤフト２に右左回
転のトルクが印加されると、伝達損によりトーションバ
ースプリング２０１が捩れ、第１スリット板３２０に形
成された各スリットと第２スリット板３３０に形成され
た各スリットとの位置関係が、第３図に示した状態から
右左にずれる。これにより、各スリットの開口部の重な
り面積が変化する。

まず、右回転トルクが印加された場合の各スリットの態
様を第５ａ図を参照して説明する。右回転トルクが印加
されると、伝達損により、第１スリット板３２０に対し
て第２スリット板３３０が、相対的に右方向にずれる。

これにより、第５ａ図にハツチングで示すように、第１
右トルク検出スリット３２２の開口部と第２右トルク検
出スリット３３２の開口部の重なり面積が増加し、逆に
第１左トルク検畠スリット３２３の開口部と第２左トル
ク検出スリット３３３の開口部の重なり面積が減少（第
５ａ図では重りがない）する、しかし。

第１白レベル検出スリット３２４と第２白レベル検出ス
リット３３４とは位置関係にずれを生ずるが、第５ａ図
にハツチングで示した開口部の重なり面積に変化はない
。この結果、トルクが印加されない場合に比べ、右トル
ク検出センサ３１２の受光光量が増加してそれに応じて
出力電圧信号が増加し、左トルク検出センサ３１３の受
光光量が減少してそれに応じて出力電圧信号が減少する
が、白レベル検出センサ３１４の受信光量に変化はなく
出力電圧信号も変化しない。

次に、左回転トルクが印加された場合の各スリットの態
様を第５ｂ図を参照して説明する。左回転トルクが印加
されると、伝達損により、第１スリット板３２０に対し
て第２スリット板３３０が、相対的に左方向にずれるに
れにより、第５ｂ図にハツチングで示すように、第１左
トルク検出スリット３２３の開口部と第２左トルク検出
スリット３３３の開口部の重なり面積が増加し、逆に第
１右トルク検出スリット３２２の開口部と第２右トルク
検出スリット３３２の開口部の重なり面積が減少（第５
ａ図では重りがない）する、しかし、第１白レベル検出
スリット３２４と第２白レベル検出スリット３３４とは
位置関係にずれを生ずるが、第５ｂ図にハツチングで示
した開口部の重なり面積に変化はない。この結果、トル
クが印加されない場合に比べ、左トルク検出センサ３１
３の受光光量が増加してそれに応じて出力電圧信号が増
加し、右トルク検出センサ３１２の受光光量が減少して
それに応じて出力電圧信号が減少するが、白レベル検出
センサ３１４の受信光量に変化はなく出力電圧信号も変
化しない。

本実施例では、ステアリングホイール１より印加される
人為的な回動力を対象に、右回転トルクの印加により第
１右トルク検出スリット３２２の関口部と第２右トルク
検出スリット３３２の開口部とが完全に重なった後さら
にずれて重なり面積が減少することのないように、また
、左回転トルクの印加により第１左トルク検出スリット
３２３の開口部と第２左トルク検出スリット３３３の開
口部とが完全に重なった後さらにずれて重なり面積が減
少することのないように、第１スリット板３２０および
第２スリット板３３０の各スリットならびにトーション
バースプリング２０１のバネ定数を設定しているので、
第１右トルク検出スリット３２２の開口部と第２右トル
ク検出スリット３３２の開口部の重なり面積の増加、ま
たは、第１左トルク検出スリット３２３の開口部と第２
左トルク検出スリット３３３の開口部の重なり面積の増
加は、正確に第１スリット板３２０に対する第２スリッ
ト板３３０の、右または左のずれ角度に比例し、これは
、印加トルクの大きさに比例する（トーションバースプ
リング２０１のバネ定数による）、シたがって、右トル
ク検出センサ３１２は印加された右回転トルクに比例し
た大きさの電圧信号を、左トルク検出センサ３１３は印
加された右回転トルクに比例した大きさの電圧信号を、
それぞれ出力する。

白レベル検出センサ３１４および黒レベル検出センサ３
１５は、トルクの印加ありなしに無関係な大きさの電圧
信号を出力する。後述するが、右トルク検出センサ３１
２．左トルク検出センサ３１３゜白レベル検出センサ３
１４および黒レベル検出センサ３１５は、同一の受光板
３１０に装着されており、温湿度、ｖＬ芥等の環境要因
が等しく作用し、また経時変化が同時に進行していると
見做せるので、トルクの印加に無関係な白レベル検出セ
ンサ３１４および黒レベル検出センサ３１５の出力電圧
信号に基づいて、右トルク検出センサ３１２また１よ左
トルク検出センサ３１３の出力電圧信号を所定の状態に
対応するものに補正することができる。つまり、白レベ
ル検出センサ３１４および黒レベル検出センサ３１５は
、右トルク検出センサ３１２または左トルク検出センサ
３１３の出力電圧信号を較正するために備わっている。

なお、第５ａ図および第５ｂ図では、各スリットの一部
のみを示したが、第３図を参照すれば明らかなように、
印加されたトルクに応じての、第１右トルク検出スリッ
ト３２２の開口部と第２右トルク検出スリット３３２の
開口部の重なり面積の増減、および、第１左トルク検出
スリット３２３の開口部と第２左トルク検出スリット３
３３の開口部の重なり面積の増減は全周に亘って生じる
現象であり、また、右トルク検出センサ３１２および、
左トルク検出センサ３１３は第４図に示したように環状
であるので、ここにおいて各スリットの夫々のバラツキ
が平滑される。

第７図は、回転角速度センサ３１１．右トルク検出セン
サ３１２．左トルク検出センサ３１３゜白レベル検出セ
ンサ３１４および黒レベル検出センサ３１５の出力信号
に基づいて電動機８を正逆転付勢制御する電気制御装置
である。第７図を参照して説明する。

回転角速度センサ３１１の出力信号は、カウンタＣＴＲ
に与えられ、ＣＴＲはマイクロプロセッサ（以下ＣＰＵ
と略す）２０の指示により、該センサ３１１がオン（つ
まり受光）した回数を計数する。

右トルク検出センサ３１２の出力信号は線形増幅器ＡＭ
ＰＩに、左トルク検出センサ３１３の出力信号は線形増
幅器ＡＭＰ２に、白レベル検出センサ３１４の出力信号
は線形増幅器ＡＭＰ３に、黒レベル検出センサ３１５の
出力信号は線形増幅器ＡＭＰ４に、それぞれ与えられる
。線形増幅器ＡＭＰＩおよびＡＭＰ２は、第１ステアリ
ングシヤフト２にトルクの印加のないとき、等しい電圧
信号を出力するように調整されており、それぞれの出力
はＡ／Ｄ変換器ＡＤの入力チャネルＣＨＩおよびＣＨ２
に与えられる。また、線形増幅ｉＡＭＰ３は白レベル検
出センサ３１４の出力信号を増幅して変換器ＡＤの入力
チャネルＣＨ３に与え、線形増幅器ＡＭＰ４は黒レベル
検出センサ３１５の出力信号を増幅して変換器ＡＤの入
力チャネルＣＨ４に与えている。

Ａ／Ｄ変換器ＡＤには、もう１つの入力チャネルＣＨ５
があり、ここには、電動機付勢電流検出用の抵抗ｃｒの
端子間電圧が、平滑増幅＠　Ａ　Ｍ　Ｐ５により平滑増
幅処理されて印加される。

Ａ／Ｄ変換器ＡＤのクロックインヒピット入力端子ＣＩ
（Ｌアクティブ）にはＣＰＵ２０の出力ポート０Ｐ１３
からクロックインヒピット信号が与えられ、クロック入
力端子ＧＫには出力ポート０Ｐ１４からクロック信号が
与えられ、チャンネルセレクト端子Ｏ８には出力ポート
０Ｐ１５〜０Ｐ１７からチャンネルセレクト信号が与え
られる。

Ａ／Ｄ変換器ＡＤは、クロックインヒピット信号がＩＴ
になると（つまり禁止が解かれると）、０８１人力およ
びＣＨ２人力のうちの選択された１つをデジタル変換し
て出力端子ＳＤからＣＰＵ２０のシリアル入力ポートＩ
ＰＩに転送する。

Ｍａｇは１図示しない車速メータケーブル（変速機の出
力軸の回転に連動して回転するワイヤ）に固着された４
極の永久磁石であり、この回転によりリードスイッチＳ
ｗがオン／オフする。リードスイッチＳｗは、増幅波形
整形回路Ｓｈｐの入力端子に接続されており、増幅波形
整形回路Ｓｈｐは、リードスイッチＳｗがオンのときに
Ｌレベルを。

オフのときにＨレベルのパルス（車速検出パルス）を、
ＣＰＵ２０の割込入力ポートに印加する。

ＣＰＵ２０は、右トルク検出センサ３１２．左トルク検
出センサ３１３．白レベル検出センサ３１４および黒レ
ベル検出センサ３１５により第１ステアリングシヤフト
１に印加された操舵トルクを算出し、車速検出パルスに
より車速を算定して、印加操舵トルクおよび車速に応じ
た電動機８の付勢デユーティを設定し、出力ポートＯＰ
Ｏ〜ＯＰ７から電動機付勢回路２１のパルス幅変調器Ｐ
ＷＭに、また、印加操舵トルクの方向に応じて電動機８
の付勢力向を設定し、出力ポートＯＰ８から電動機付勢
回路２１のペースドライバＢＤ４に、出力ポートＯＰ９
から電動機付勢回路２１のペースドライバＢＤ３に、そ
れぞれ与えている。

パルス幅変調器ＰＷＭは、この実施例では、プリセット
カウンタ、クロックパルス発振器およびコントローラで
構成されるデジタルタイマであり、ＣＰＵ２０から与え
られたデータＨｄをカウンタにロードしてダウンカウン
トを開始し、カウンタがキャリーを発生する（アンダフ
ロー）までは高レベルｌ−１（）−ランジスタオン指示
）を出力しくつまりダウンカウント開始後のクロックか
らキャリー発生クロックまでの間）、キャリーを発生す
ると低レベルＬ（トランジスタオフ指示）を出力し、今
度はＣＰＵ２０から与えられたデータＬｄをカウンタに
ロードしてダウンカウントを開始し、次にカウンタがキ
ャリーを発生すると、再度データＨｄをカウンタにロー
ドしてダウンカウントを開始するという動作を繰り返す
ものである。すなわち、ＰＷＭは、データ）Ｉ　ｄに対
応する時間高レベルＩ（を出力し、データＬｄに対応す
る時間低レベルＬを出力する繰り返しを行なう〔このと
きのデユーティはＨｄ／（Ｈｄ＋Ｌｄ）となる〕。なお
、当然のことながら、Ｈｄが零を示すデータのときには
Ｌ出力を継続する。

パルス幅変：Ｊ！４　Ｄ　Ｐ　Ｗ　Ｍの出力は、ベース
ドライバＢＤＩおよびＢＤ２に与えられる。

ペースドライバＢＤＩは、ＰＷＭの出力がＨレベルで、
かつ、出力ポート○Ｐ９の出力がＨレベルのとき、パワ
ートランジスタＱ１をオン付勢し、いずれか一方の出力
がＬのときにはパワートランジスタＱ１をオフに拘束す
る。

ペースドライバＢＤ２は、ＰＷＭの出力が１（レベルで
、かつ、出力ポートＯＰ８の出力がＨレベルのとき、パ
ワートランジスタＱ２をオン付勢し、いずれか一方の出
力がＬのときにはパワートランジスタＱ２をオフに拘束
する。

ペースドライバＢＤ３は、ＣＰＵ２０の出力ポートＯＰ
９の出力がＨレベルのとき、パワートランジスタＱ３を
オン付勢し、ＬレベルのときパワトランジスタＱ３をオ
フに拘束する。

ペースドライバＢＤ４は、ＣＰＵ２０の出力ポートＯＰ
８の出力がＩｆレベルのとき、パワートランジスタＱ４
をオン付勢し、ＬレベルのときパワートランジスタＱ４
をオフに拘束する。

パワートランジスタＱ１およびＱ２のコレクタは、メイ
ンリレーＭＲを介して車上バッテリＢｔｔのプラス極に
接続され、パワートランジスタＱ３およびＱ４のエミッ
タは抵抗器ｒを介して車上バッテリＢｔｔ、のマイナス
極（機器アース）に接続されているので、パワートラン
ジスタＱ１およびＱ３がオンになると電動機８が正転付
勢され（これはステアリングホイール１の右回転二車輌
の右転回に対応）、パワートランジスタＱ２およびＱ４
がオンになると電動機８が逆転付勢される（これはステ
アリングホイール１の左回転二車輌の左転回に対応）。

つまり、パワートランジスタＱ１およびＱ２は、電動機
８の通電電流を指定デユーティでオンオフして、実効電
流値（付勢電流の時系列平均値：電動機の出力トルクが
定まる）を制御するためのものであり、パワートランジ
スタＱ３およびＱ４は電動機８の回転方向を定めるため
のものである。

リレードライバＲＤは、ＣＰＵ２０の出力ポートＱＰ１
１の出力がＨレベルのときメインリレーＭＲを付勢しく
接点メーク）、該出力がＬレベルのときメインリレーＭ
Ｒを消勢する（接点ブレーク）。

ＬＥＤドライバＤｒｖは、ＣＰＵ２０の出力ポート○Ｐ
ＩＯの出力がＩＩレベルのとき異常表示灯ＬＰを付勢し
く点灯）、該出力がＬレベルのとき異常表示灯ＬＰを消
勢する（消灯）。

定電圧電源回路Ｒｅｇには、イグニッションスイッチＩ
Ｇを介してバッテリｎｅｔの電圧が印加され、所要の定
電圧（＋Ｖｃ、−Ｖｃ）を構成各要素に与える。

第８図にＣＰＵ２０の、電動パワーステアリング制御動
作の主たるものを示す。なお、以下の説明で括弧で示す
数値はフローチャートのステップ番号である。

イグニッションスイッチＩＧが投入されると定電圧電源
回路Ｒｅｇが所要の定電圧を構成各要素に供給し、ＣＰ
Ｕ２０は、入出力ポート、レジスタ。

タイマ、メモリ等を初期化する（１）。すなわち待機状
態において必要とされる条件を設定する。

次に割込を許可しく２）、メインリレーＭＲの付勢指示
を発した後（３）、ステップ４〜ステツプ１２の処理を
ループ状に繰り返す。この間１割込が許可されているの
で、波形整形回路Ｓｈｐから割込要求があるごとに第１
０図に示す割込処理を実行する。

メインルーチンの説明を進める前に、第１０図を参照し
て割込処理を説明する。

ステップ２０では、割込要求の回数をカウントするため
のｎレジスタの内容を１インクリメントし。

ステップ２１でｎレジスタの内容が４になっているか否
かをチェックする。ｎレジスタの内容が４になっていな
ければそのままメインルーチンに戻るが、４になってい
るとクロックパルスカウンタ（プログラムカウンタ）Ｃ
ＫＣのカウントデータをｔｘレジスタにメモリしく２２
）、カウンタＣＫＣをクリアしく２３）、続いてｎレジ
スタをクリアする（２４）。カウンタＣＫＣはクリアさ
れるとまたＯからカウントアツプすることになる。

つまり、ステップ２２でｔｘレジスタにメモリするまで
ＣＫＣのカウントデータは、４つの車速検出パルス（つ
まり、スピードメータケーブルの１回転）が連続して到
来する間の経過時間に対応している。

ステップ２５では、Ｍ３レジスタの内容をＭ４レジスタ
に、Ｍ２レジスタの内容をＭ３レジスタに。

Ｍｍレジスタの内容をＭｍレジスタにそれぞれ移し、次
のステップ２８でに／ｌｘを演算してその値をＭｍレジ
スタにメモリする。ここで、ｔｘはｔｘｍレジスタ内容
、にはスピードメータケーブル１回転で車輌が進む距離
に対応する定数であるので、Ｋ／ｌｘの値は現在車速を
示すデータとなる。したがって、この時点では、Ｍｍレ
ジスタに現在車速を示すデータが、Ｍ２レジスタに１回
前の割込処理時の車速を示すデータが、Ｍ３レジスタに
２回前の割込処理時の車速を示すデータが。

ＭＡレジスタに３回前の割込処理時の車速を示すデータ
が、それぞれ格納されることになる。

ステップ２７においては、ノイズ等による車速誤検出の
確率を小さくするために加重平均演算（４Ｍ　１＋　２
　Ｍ２　＋Ｍａ　＋Ｍｔ　）　／　８　　・・・（１）
を演算し、Ｖｍレジスタにメモリする。第（１）式にお
いて、Ｍ　１　、　Ｍ２　、　Ｍ３およびＭ４は、それ
ぞれＭｍレジスタ、Ｍ２レジスタ、Ｍ３　レジスタおよ
びＭ４レジスタの内容である。

カウンタＣＴＲは、この前の割込処理から現在までに回
転角速度検出センサ３１１がオンした回数をカウントし
ているので、その値を読み取りＥレジスタにメモリし、
該カウンタＣＴＲをリセットする（２８）。次にＶｍレ
ジスタの内容（車速：Ｖｍと記載している）と所定速度
（本実施例では６０ｋｍ／ｈとしている）を示す値ＶＭ
とを比較し、Ｖ　ｍ　＜　Ｖ　Ｈであればメインルーチ
ンにリターンするが、Ｖｍ≧ｖＨであるとステップ３０
に進む（２９）。

ＣＰＵ２０の内部ＲＯＭには、車速の各位とＣＴＲのカ
ウントデータの最大値と相関を表した第１１図に示すグ
ラフ（第１１図で、Ｖｍは車速をＦはカウントデータの
最大値を示すものとする）に相当するテーブルが記憶さ
れており、Ｖｍレジスタの値（車速）から最大値を読み
取りＦレジスタにセットする（３０）。このＦレジスタ
の値（最大値：Ｆと示している）とＥレジスタの値（Ｃ
ＴＲのカウントデータ：Ｅと示している）とを比較して
（３１）、ＥｆａＦであればそのままメインルーチンに
リターンするが、Ｅ　＞　Ｖ　Ｈであるとステップ３２
でメインリレーＭＲの消勢指示を発し、ステップ３３で
異常表示ランプの点灯指示を発する。

メインリレーＭＲが消勢されると電動機８の付勢ライン
が遮断されるので電動機８は操舵系の負荷となり、ステ
アリングホイール１の重さが増加する。すなわち、高速
走行時（この例では６０ｋｍ／ｈ以上）での急激なステ
アリング操作は極めて危険であるので、それを検出する
と操舵系の負荷を増して操舵系を安定化している。なお
、このようにしてメインリレーＭＲが消勢された場合に
は、エンジンを停止して再度イグニッションスイッチＩ
Ｇを投入しない限り、電動パワーステアリング制御は再
開されない。

メインルーチン（第８図）のステップ４では、検出トル
クの読込み周期を定めるためのＴタイマをセットして（
５）、トルク検出処理を実行する（６）。トルク検出処
理を第１２図に示す。

第１２図を参照すると、Ａ／Ｄ変換器ＡＤにＣｔｌ　１
人力（右トルク検出センサ３１２の出力電圧信号対応の
値）のデジタル変換、および出力を指示して変換データ
をＡレジスタにメモリし；変換器ＡＤにＣＨ２人力（左
トルク検出センサ３１３の出力電圧信号対応の値）のデ
ジタル変換、および出力を指示して変換データをＢレジ
スタにメモリし；変換ＷＡＤにＣＩ（３人力（白レベル
検出センサ３１４の出力電圧信号対応の値）のデジタル
変換、および出力を指示して変換データをＣレジスタに
メモリし；変換器ＡＤにＣＨ４人力（黒レベル検出セン
サ３１５の出力電圧信号対応の値）のデジタル変換、お
よび出方を指示して変換データをＤレジスタにメモリし
；変換器ＡＤにＣ８５人力（電！Ｉ！ｊ１機８の付勢電
流対応の値）のデジタル変換、および出力を指示して変
換データを■レジスタにメモリする（４０）。

このとき、■レジスタの内容、つまり電動機８の付勢電
流に対応するデータが所定の閾値Ｉ　ｗａｘ以上である
と、ｆｆｉ！ａ機８の付勢ラインが過電流であるので、
異常をセットする（４１．５０）。

エレジスタの内容が所定の閾値Ｉ　ｗａｘ未満であれば
、Ｃレジスタの内容（第１２図ではＣと記載している）
、つまり白レベル検出センサ３１４の出力電圧信号対応
のデータから、Ｄレジスタの内容（第１２図ではＤと記
載している）、つまり黒レベル検出センサ３１５の出力
電圧信号対応のデータ、を減じた値をＳｘレジスタにメ
モリする（４２）。

次に、Ａレジスタの内容（第１２図ではＡと記載してい
る）、つまり右トルク検出センサ３１２の出力電圧信号
対応のデータと、Ｂレジスタの内容（第１２図ではＢと
記載している）、つまり左トルク検出センサ３１３の出
力電圧信号対応のデータと、を比較する（４３）。増幅
器ＡＭＰＩおよびＡＭＰ２により、トルクの印加がない
とき、右トルク検出センサ３１２の出力電圧信号対応の
データと左トルク検出センサ３１３の出力電圧信号対応
のデータと等しくなるように調整されているので、Ａ＝
Ｂであればトルクの印加がないのでそのままメインルー
チンにリターンし、Ａ＞Ｂであれば右回転トルクの印加
であるのでステップ４４に進み、Ａ＜Ｉ３であれば左回
転トルクの印加であるのでステップ４７に進む。

ＣＰＵ２０の内部ＲＯＭには、標準状態において測定し
た、白レベル検出センサ３１４の出力電圧信号対応のデ
ータと黒レベル検出センサ３１５の出力電圧信号対応の
データとの差分データＳＱｓ第１ステアリングシャフト
２にトルクの印加がないときの右トルク検出センサ３１
２の出力電圧信号対応のデータＲ８，第１ステアリング
シヤフト２に１ｋｇ−ｍの右回転トルクを印加したとき
に生じる右トルク検出センサ３１２の出力電圧信号対応
のデータの偏差データＷＲ（単位トルク当りの増加量）
、第１ステアリングシヤフト２にトルクの印加がないと
きの左トルク検出センサ３１３の出力電圧信号対応のデ
ータＬ。、および、第１ステアリングシヤフト２に１　
ｋｇ−ｓの左回転トルクを印加したときに生じる左トル
ク検出センサ３１３の出力電圧信号対応のデータの偏差
データＷＬ（単位トルク当りの増加量）が記憶されてい
る（本実施例では、製造時にトルクセンサ組体３内の温
度を１０°Ｃとして得た各データＳ、）、ＲＯ、ＷＲ。

ＬＱ＋ＷＬが記憶されている）。

右回転トルクを検出した場合には（Ａ＞Ｂｊ、ステップ
４４で、Ａ−８ｏ／Ｓｘを演算しくここで、ＡはＡレジ
スタの内容、ＳｘはＳｘレジスタの内容）、その値をＲ
ｘレジスタにメモリする。つまり、製造時から常時−貫
して同一環境に置かれている、４つセンサ３１２，３１
３，３１４および３１．５において、塵芥の付看、経時
変化等は同時に進行し、かつ同率の温度ドリフトを生じ
ていると見做されるので、比例演算により、右トルク検
出センサ３１２の出力電圧信号対応のデータを、前記標
準状態に対応する値に補正する。

この標準状態に対応するように補正したデータ（Ｒｘレ
ジスタの内容：第１２図ではＲｘと記載している）から
、データＲｏを減じた値は、標準状態に換算した右トル
ク検出センサ３１２の出力電圧信号対応のデータの偏差
であるので、この値をＷＱで除することにより、右回転
トルクが求まる。したがって、（ＲＸ−ＲＯ）　／Ｗ　
Ｒなる演算を行なって（Ｒｘ：Ｒｘレジスタの内容）求
めた右ｒｇＪ転トルクをＴ（Ｉレジスタにメモリしく４
５）。

Ｐレジスタに１　（右回転を示す）をセットして（４６
）、メインルーチンにリターンする。

左回転トルクを検出した場合には（Ａ＜Ｂ）、ステップ
４７で、Ｂ−８ｏ／Ｓｘなる比例演算により（ここで、
ＢはＢレジスタの内容、ＳｘはＳｘレジスタの内容）、
左トルク検出センサ３１３の出力電圧信号対応のデータ
を、標準状態に対応する値に補正して、その値をＬｘレ
ジスタにメモリする。

この標準状態に対応するように補正したデータ（Ｌｘレ
ジスタの内容：第１２図ではＬｘと記載している）から
、データＬＯを減じた値は、標準状態に換算した左トル
ク検出センサ３１３の出力電圧信号対応のデータの偏差
であるので、この値をＷＬで除することにより、左回転
トルクが求まる。したがって、（Ｌｘ　　ＬＯ）／ＷＬ
なる演算を行なって（Ｌｘ：Ｌｘレジスタの内容）求め
た左回転トルクをＴｑレジスタにメモリしく４８）、Ｐ
レジスタに０（左回転を示す）をセットして（４９）、
メインルーチンにリターンする。

メインルーチン（第８図）にリターンしたとき、異常を
セットしていれば（６）、メインリレーＭＲの消勢指示
を発しく１３）、異常表示ランプの点灯指示を発する（
１４）。メインリレーＭＲが消勢されると電動機８の付
勢ラインが遮断されるので電動パワーステアリング制御
は中止される。

このようにしてメインリレーＭＲを消勢した場合には、
エンジンを停止して再度イグニッションスイッチＩＧを
投入しない限り、電動パワーステアリング制御は再開さ
れない。

異常でなければ、ステップ７以下の処理を実行する。

ＣＰＵ２０の内部ＲＯＭには、第１ステアリングシヤフ
ト２に印加されるトルク（つまりＴｑレジスタの内容）
の各位に割り当てるデユーティ指示データＨｄ、Ｌｄお
よび車速各位に割り当てる補助トルク印加率データＫｖ
がテーブルの形でメモリされている。これらの値を第９
ａ図および第９ｂ図に定性的に示す（ただし、第９ａ図
のＶｍは車速を、第９ｂ図のＴｑは印加トルクをそれぞ
れ示す）。なお、ＲＯＭにはデジタルデータがメモリさ
れているので、第９ａ図および第９ｂ図のカーブは、実
際には階段状である。

ＣＰＵ２０は、’ｒｑレジスタの値（検出トルク）に対
応するデータＨｄ、Ｌｄを、また、Ｖｍレジスタの内容
（車速）に対応するデータＫｖを、それぞれ内部ＲＯＭ
より読み出す。この後データＨｄにデータＫｖを乗じて
補正し、ＰＷＭレジスタの下位４ビツトにメモリし、読
み出したデータＬｄをＰＷＭレジスタの上位４ビツトに
メモリする（７）。次に、Ｐレジスタの内容を参照しく
８）、それが１であれば（トルク検出処理で右回転トル
クを検出）、方向レジスタに電動機８の正転付勢を指示
するデータ（ＸをＬレベル、Ｙを１１レベル）をセット
しく９）、Ｐレジスタの内容がＯであれば（トルク検出
処理で左回転トルクを検出）、方向レジスタに電動機８
の逆転付勢を指示するデータ（Ｘ３Ｈレベル、ＹをＬレ
ベル）をセットするしく１０）、この後、ＰＷＭレジス
タの内容を出力ポート０ＰＯ−ＯＦ２にセットし方向レ
ジスタの内容を出力ポートＯＰ８およびＯＦ９にセット
する（１１）、ＰＷＭレジスタの内容および方向レジス
タの内容の、出力ポートへの割り当てを第９ｃ図に示す
。この出力セット（１１）により、検出トルク（Ｔｑレ
ジスタの内容）が０近傍の所定値以上のとき、電動４！
ｉ８にＨｄ／　（Ｈｄ＋Ｌｄ）のデユーティで電流が流
され、ドライバがステアリングホイール１を廻わそうと
する方向に、電動機８から補助操舵トルクが印加される
。電動機８の出力トルクは、該デユーティに比例するの
で、検出トルクと車速に対応した値となり、検出トルク
が大きい程大きく、また車速か低い程大きい補助操舵ト
ルクが印加される。

この後、ＣＰ　Ｕ　２０は、Ｔタイマを調べ（１２）、
ステップ４以降所定時間が経過しているか否かをチェッ
クし、経過（Ｔタイマオーバ）していると、ステップ４
に戻り、経過していないと、Ｔタイマがオーバするのを
待ってステップ４に戻る。

このように、トルク検出処理（５）、異常判定（６）、
電動機８の付勢電流デユーティの設定（７）、および電
動機付勢指示（８〜１２）が、Ｔ周期で繰り返し実行さ
れ、異常時は異常処理（１３，１４）を実行して電動パ
ワーステアリング制御を中止する。

最後に、以上説明した実施例におけるトルク検出装置の
動作を要約する。

（１）第１ステアリングシヤフトに右回転トルクが印加
されると第１スリット板３２０に対して第２スリット板
３３０が右回りにずれて、該ずれ角度に比例して第１右
トルク検出スリット３２２の開口部と、第２右トルク検
出スリット３３２の開口部との重なり面積が増加する。

第１ステアリングシヤフトに左回転トルクが印加される
と第１スリット板３２０に対して第２スリット板３３０
が左回りにずれて、該ずれ角度に比例して第１左トルク
検出スリット３２３の開口部と。

第２左トルク検出スリット３３３の開口部との重なり面
積が増加する。

（２）右トルク検出センサ３１２は、第１右トルク検出
スリット３２２の開口部と、第２右トルク検出スリット
３３２の開口部との重なりを通過した平板光源３４０の
光を受光して受光光量に比例した電圧信号を出力し、左
トルク検出センサ３１３は、第１左トルク検出スリット
３２３の開口部と、第２左トルク検出スリット３３３の
開口部との重なりを通過した平板光＠３４０の光を受光
して受光光量に比例した電圧信号を出力する。

（３）白レベル検出センサ３１４は常に一定光量を受光
し、黒レベル検出センサ３１５は常に受光しない。

（４）右トルク検出センサ３１２または左トルク検出セ
ンサ３１３の出力電圧信号対応のデータを、白レベル検
出センサ３１４および黒レベル検出センサ３１５の出力
電圧信号対応のデータと基準データ（上記Ｓｏ）に基づ
いて補正し、温度ドリフト、汚れ、経時変化等による３
１２および３１３出力電圧信号の変動に対する補償を行
なう。

（５）補正後の偏差データを単位トルク当りの偏差デー
タで除して右回転または左回転トルクを検出する。

なお、上記実施例においては、白レベル検出センサ３１
４および黒レベル検出センサ３１５を備えて、これらの
出力電圧の差分対応のデータと、標準状態における該差
分対応のデータＳｏにより。

右トルク検出センサ３１２または左トルク検出センサ３
１３の出力信号を較正しているが１例えば、白レベル検
出センサ３１４のみを備えて、白レベル検出センサ３１
４の出力電圧対応のデータと、標準状態における該セン
サ３１４の出力電圧対応のデータにより右トルク検出セ
ンサ３１２または左トルク検出センサ３１３の出力信号
を較正しても良い。この場合、標準状態における白レベ
ル検出センサ３１４の出力電圧対応のデータをｃｏとす
ると、第１２図に示すトルク検出処理において。

ステップ４２を行なわずに、ステップ４４で。

Ａ−Ｃｏ　／　Ｃ（Ａ　：　Ａレジスタの内容、Ｃ：Ｃ
レジスタの内容）なる演算を行なってその値をＲｘレジ
スタにメモリし、また、ステップ４７では、Ｂ−Ｃｏ／
Ｃ（Ｂ：Ｂレジスタの内容）なる演算を行なってその値
をＬｘレジスタにメモリすれば良い。

また、逆に、黒レベル検出センサ３１５のみを備えて、
該センサ３．１５の出力電圧対応のデータと、標準状態
における該センサ３１５の出力電圧対応のデータにより
右トルク検出センサ３１２または左トルク検出センサ３
１３の出力信号を較正しても良い。この場合、標準状態
における黒レベル検出センサ３１５の出力電圧対応のデ
ータをＤｏとすると、第１２図に示すトルク検出処理に
おいて、ステップ４２を行なわずに、ステップ４４で、
Ａ−Ｃｏ　／Ｃ（Ａ　：　Ａレジスタの内容、Ｃ：Ｃレ
ジスタの内容）なる演算を行なってその値をＲｘレジス
タにメモリし、また、ステップ４７では、Ｂ−Ｃｏ　／
Ｃ（Ｂ　：　Ｉ３レジスタの内容）なる演算を行なって
その値をＬｘレジスタにメモリすれば良い。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、第１の発明によれば、第１スリッ
ト板および第２スリット板に配設されたスリットにより
現制された光源手段の通過光を環状の受光光量検出手段
で受光しているので、各スリットにバラツキがある場合
や、組立て時に第１および第２スリット板間隔にバラツ
キを生じた場合、トーションバースプリングが３次元的
な疲れを生じて第１および第２スリット板間隔が歪んだ
場合、あるいは機械的な振動により第１および第２スリ
ット板がブした場合などにおいても、これらの要因によ
りもたらされる受光光量の部分的な変動が平均化される
ので検出誤差を生ずることがない。いいかえると、スリ
ット板の作製や、トルク検出装置の組立てに特別な精度
を必要としない。

また、第２の発明によれば、第１の発明に加えて受光光
量検出手段と同一の自然環境および使用条件が与えられ
る較正光量検出手段を有して、該較正光量検出手段の発
生信号により受光光量検出手段の検出光量を較正してい
るので、第１の発明によりもたらされる効果に加えて、
温度等の環境変化や、塵芥の付着、あるいは経時変化に
よる検出光量の変動が補正されて信頼性の高い回転軸の
トルク検出装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機械構造部の構成概要であ
り、第６図に示すトルクセンサ組体３を示す断面図であ
る。 第２図はトルクセンサ組体３からハウジング３０１およ
び、それに固着されている受光板３１０と平板光源３４
０を取り外した状態を示す斜視図である。 第３図は第１図の■−■線を通る面から見た第１スリッ
ト板３２０および第２スリット板３３０を示す平面図で
ある。 第４図は受光板３１０を受光面側から見た平面図である
。 第５ａ図および第５ｂ図はトーションバースプリング２
０１の捩れによるスリット開口部の重なす面積の変化を
示す平面図である。 第６図は本発明を実施したトルク検出装置を含む電動パ
ワーステアリング装置の機械構造部構成概要である。 第７図は第６図に示す電動パワーステアリング装置の、
電気制御系の構成を示すブロック図である。 第８図は第７図に示すマイクロプロセッサ２０の概略制
御動作を示すフローチャートである。 第９ａ図、第９ｂ図および第１１図は、マイクロプロセ
ッサ２０の内部ＲＯＭに格納されているデータを模式的
に示すグラフである。 第９ｃ図は、マイクロプロセッサ２０の内部レジスタの
データと、それが出力されるポートとの相関を示す平面
図である。 第１０図はマイクロプロセッサ２０の割込処理動作を示
すフローチャートである。 第１２図はマイクロプロセッサ２０のトルク検出処理を
示すフローチャートである。 第１３図は従来の回転軸のトルク検出装置を示す斜視図
である。 １ニステアリングホイール ２：第１ステアリングシヤフト（回転軸）３：トルクセ
ンサ組体 ４．６：ユニバーサルジヨイント ５：第２ステアリングシヤフト ７：ロッド　　　　　８：電動機 ９：減速機 １０：タイロッド　　１にラック １２：車輪　　　　　１３：ショックアブソーバ１４：
サスペンションアッパーサポート１５：コイルスプリン
グ １６：ステアリングナツクルアーム １７：スタビライザバー １８：ロワーサスペンションアーム １９ａニガイド　　　１９ｂ　：フロア２０：マイクロ
プロセッサ（トルク情報生成手段。 較正手段手段） ２１：電動機付勢回路 ２０１ニド−ジョンバースプリング（トーションバスプ
リング部材） ２０２．２０３　ニスリーブ ２２０ニステアリングシヤフト ２２１ニド−ジョンバースプリング ２２２ニストレインゲージ ２２３ａ、２２４ａ　ニスリップリング２２３ｂ、３３
４ｂ　：ブラシ ３０１：ハウジング　３０２：支持部材３０３：防塵シ
ール ３１０：受光板（支持板部材） ３１１：回転角速度センサ ３１２：右トルク検出センサ（第１受光光量検出手段） ３１３：左トルク検出センサ（第２受光光量検出手段） ３１２．３１３　：　　（受光光量検出手段）３１４：
白レベル検出センサ（白レベル検出手段）３１５：黒レ
ベル検出センサ（黒レベル検出手段）３１４．３１５　
：　　（較正光量検出手段）３２０：第１スリット板（
第２スリット板部甘）３２１：回転角速度検出スリット ３２２；第１右トルク検出スリット（第２正トルク検出
スリット） ３２３：第１左トルク検出スリット（第２逆トルク検出
スリット） ３２２．３２３：　　（第２トルク検出スリット）３２
４：第１白レベル検出スリット ３３０：第２スリット板（第１スリット板部材）３３２
　：第２右トルク検出スリット（第１正トルク検出スリ
ット） ３３３：第２左トルク検出スリット（第１逆トルク検出
スリット） ３３２．３３３：　　（第１トルク検出スリット）３３
４：第２白レベル検出スリット ３４０：平板光源（光源手段） ＡＭＰＩ〜ＡＭＰ５　：増幅器 ＡＤ　：　Ａ／Ｄ変換器 ＰＨす：パルス幅変調器　　　　“ ＢＤＩ〜ＢＤ４　：ペースドライバ Ｑ１〜Ｑ４＝パワートランジスタ ＭＤ：メインリレー　ＭＤ；リレードライバ口しＬ二車
上バッテリ エＧ：イグニッションスイッチ Ｒｅｇ：定電圧電源回路 Ｄｒｖ　：　ＬＥＤドライバ　ＬＰ：異常表示灯ｒ：電
流検出用抵抗 Ｍａｇ　：平滑化増幅回路 ２００：永久磁石　　　Ｓｔ、＋：リードスイッチＣＴ
Ｒ：カウンタ　　ＳｈＰ　：波形整形回路特許出願人　
アイシン精機株式会社 代理人　弁理士　杉信　興（他１名） 克２図 嶌１３図 東Ｓａ図 真５ｂ図

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源手段； 回転軸に連続するトーションバースプリング部材； トーションバースプリング部材の一方の側に固着された
   スリット板部材であって、光源手段の光量を規制する複
   数の第１トルク検出スリットを、回転軸心を中心とする
   環上に配設した第１スリット板部材； トーションバースプリング部材の他方の側に第１スリッ
   ト板部材と平行に固着されたスリット板部材であって、
   光源手段の第１トルク検出スリット通過光量をさらに規
   制する複数の第２トルク検出スリットを、回転軸心を中
   心とする環上に配設した第２スリット板部材； 第１スリット板部材および第２スリット板部材を間に置
   いて光源手段に対向し、トーションバースプリングと機
   械的に独立して設置された、第２スリット板部材に平行
   な対向面を有する支持板部材； 光源手段の、第１トルク検出スリットおよび第２トルク
   検出スリットを通過した通過光を受光し、受光光量に対
   応する電気信号を発生する受光光量検出手段であって、
   支持板部材の前記対向面に支持された、回転軸心を中心
   とする環状の受光光量検出手段；および、 受光光量検出手段の検出光量に応じた、トーションバー
   スプリング部材に印加されたトルクを示すトルク情報を
   発生するトルク情報生成手段；を備えてなる回転軸のト
   ルク検出装置。
2. （２）第１スリット板部材は、回転軸心を中心とする環
   上に配設した、光源手段の光量を規制する複数の第１正
   トルク検出スリット；および、回転軸心を中心とし、第
   １正トルク検出スリットを配置する環とは異なる環上に
   配設した光源手段の光量を規制する複数の第１逆トルク
   検出スリット；を備え： 第２スリット板部材は、回転軸心を中心とする環上に配
   設した、光源手段の第１正トルク検出スリット通過光量
   をさらに規制する複数の第２正トルク検出スリット；お
   よび、第２正トルク検出スリットを配置する環とは異な
   る環上に配設した光源手段の第１逆トルク検出スリット
   通過光量をさらに規制する複数の第２逆トルク検出スリ
   ット；を備える、前記特許請求の範囲（１）項記載の、
   回転軸のトルク検出装置。
3. （３）第１正トルク検出スリットおよび第２正トルク検
   出スリットは、回転軸方向の投影において、トーション
   バースプリング部材に正トルクが印加されたときに該ト
   ーションバー部材に生じる捩れ角に応じて重なり面積が
   増加し： 第１逆トルク検出スリットおよび第２逆トルク検出スリ
   ットは、回転軸方向の投影において、トーションバース
   プリング部材に逆トルクが印加されたときに該トーショ
   ンバー部材に生じる捩れ角に応じて重なり面積が増加す
   る、前記特許請求の範囲（２）項記載の、回転軸のトル
   ク検出装置。
4. （４）受光光量検出手段は、光源手段の、第１正トルク
   検出スリットおよび第２正トルク検出スリットを通過し
   た通過光を受光し、受光光量に対応する電気信号を発生
   する受光光量検出手段であって、支持板部材の前記対向
   面に支持された、回転軸心を中心とする環状の第１受光
   光量検出手段；および、光源手段の、第１逆トルク検出
   スリットおよび第２逆トルク検出スリットを通過した通
   過光を受光し、受光光量に対応する電気信号を発生する
   受光光量検出手段であって、支持板部材の前記対向面に
   支持された、回転軸心を中心とする環状の第２受光光量
   検出手段；よりなる前記特許請求の範囲（３）項記載の
   、回転軸のトルク検出装置。
5. （５）光源手段； 回転軸に連続するトーションバースプリング部材； トーションバースプリング部材の一方の側に固着された
   スリット板部材であって、光源手段の光量を規制する複
   数の第１トルク検出スリットを、回転軸心を中心とする
   環上に配設した第１スリット板部材； トーションバースプリング部材の他方の側に第１スリッ
   ト板部材と平行に固着されたスリット板部材であって、
   光源手段の第１トルク検出スリット通過光量をさらに規
   制する複数の第２トルク検出スリットを、回転軸心を中
   心とする環上に配設した第２スリット板部材； 第１スリット板部材および第２スリット板部材を間に置
   いて光源手段に対向し、トーションバースプリングと機
   械的に独立して設置された、第２スリット板部材に平行
   な対向面を有する支持板部材； 光源手段の、第１トルク検出スリットおよび第２トルク
   検出スリットを通過した通過光を受光し、受光光量に対
   応する電気信号を発生する受光光量検出手段であって、
   支持板部材の前記対向面に支持された、回転軸心を中心
   とする環状の受光光量検出手段； 光源手段の、第１スリット板部材に対する第２スリット
   板部材の相対的なずれに無関係の較正光を受光して受光
   光量に対応する電気信号を発生する、支持板部材の前記
   対向面に支持された、較正光量検出手段； 較正光量検出手段の発生信号に応じて受光光量検出手段
   の検出光量を較正する較正手段；および、 較正手段により較正された受光光量検出手段の検出光量
   に応じた、トーションバースプリング部材に印加された
   トルクを示すトルク情報を発生するトルク情報生成手段
   ； を備えてなる回転軸のトルク検出装置。
6. （６）較正光量受光手段は、光源手段の、少なくとも第
   １スリット板部材および第２スリット板部材のうちの１
   つに無関係の較正光を受光する白レベル検出手段である
   、前記特許請求の範囲（５）項記載の、回転軸のトルク
   検出装置。
7. （７）較正光量受光手段は、光源手段の、少なくとも第
   １スリット板部材および第２スリット板部材のうちの１
   つにより遮断された較正光を受光する黒レベル検出手段
   である、前記特許請求の範囲（５）項記載の、回転軸の
   トルク検出装置。
8. （８）較正光量受光手段は、光源手段の、少なくとも第
   １スリット板部材および第２スリット板部材の内の１つ
   に無関係の較正光を受光する白レベル検出手段；および
   、光源手段の、少なくとも第１スリット板部材および第
   ２スリット板部材のうちの１つにより遮断された較正光
   を受光する黒レベル検出手段；である、前記特許請求の
   範囲（５）項記載の、回転軸のトルク検出装置。
9. （９）較正手段は、白レベル検出手段の発生信号、と、
   黒レベル検出手段の発生信号、との差分に応じて受光光
   量検出手段の検出光量を較正する前記特許請求の範囲（
   ８）項記載の、回転軸のトルク検出装置。
10. （１０）第１スリット板部材は、回転軸心を中心とする
    環上に配設した、光源手段の光量を規制する複数の第１
    正トルク検出スリット；および、回転軸心を中心とし、
    第１正トルク検出スリットを配置する環とは異なる環上
    に配設した光源手段の光量を規制する複数の第１逆トル
    ク検出スリット；を備え： 第２スリット板部材は、回転軸心を中心とする環上に配
    設した、光源手段の第１正トルク検出スリット通過光量
    をさらに規制する複数の第２正トルク検出スリット；お
    よび、第２正トルク検出スリットを配置する環とは異な
    る環上に配設した光源手段の第１逆トルク検出スリット
    通過光量をさらに規制する複数の第２逆トルク検出スリ
    ット；を備える、前記特許請求の範囲（５）項記載の、
    回転軸のトルク検出装置。
11. （１１）第１正トルク検出スリットおよび第２正トルク
    検出スリットは、回転軸方向の投影において、トーショ
    ンバースプリング部材に正トルクが印加されたときに該
    トーションバー部材に生じる捩れ角に応じて重なり面積
    が増加し： 第１逆トルク検出スリットおよび第２逆トルク検出スリ
    ットは、回転軸方向の投影において、トーションバース
    プリング部材に逆トルクが印加されたときに該トーショ
    ンバー部材に生じる捩れ角に応じて重なり面積が増加す
    る、前記特許請求の範囲（１０）項記載の、回転軸のト
    ルク検出装置。
12. （１２）受光光量検出手段は、光源手段の、第１正トル
    ク検出スリットおよび第２正トルク検出スリットを通過
    した通過光を受光し、受光光量に対応する電気信号を発
    生する受光光量検出手段であって、支持板部材の前記対
    向面に支持された、回転軸心を中心とする環状の第１受
    光光量検出手段；および、光源手段の、第１逆トルク検
    出スリットおよび第２逆トルク検出スリットを通過した
    通過光を受光し、受光光量に対応する電気信号を発生す
    る受光光量検出手段であって、支持板部材の前記対向面
    に支持された、回転軸心を中心とする環状の第２受光光
    量検出手段；よりなる前記特許請求の範囲（１１）項記
    載の、回転軸のトルク検出装置。