電動パワーステアリング装置および設定方法
【課題】トルク計などの計測器を用いることなく、装置全体での製造ばらつきなどを考慮して左右の操舵特性をバランスさせることができる技術を提供する。
【解決手段】同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出装置と、２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、相対角度検出装置からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出部と、補正値を設定する中立補正値設定部と、を備え、中立補正値設定部は、電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの相対角度検出装置からの出力値である右側出力値と、電動モータが左方向に所定回転速度で回転したときの相対角度検出装置からの出力値である左側出力値とに基づいて補正値を設定する。
【解決手段】同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出装置と、２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、相対角度検出装置からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出部と、補正値を設定する中立補正値設定部と、を備え、中立補正値設定部は、電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの相対角度検出装置からの出力値である右側出力値と、電動モータが左方向に所定回転速度で回転したときの相対角度検出装置からの出力値である左側出力値とに基づいて補正値を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置および設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動モータの動力にてドライバの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置において、センサの中立点のずれを補正し、左右の操舵特性をバランスさせて操舵フィーリングを良くする技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載のパワーステアリング制御装置は、以下のように構成されている。すなわち、電動パワーステアリング装置は、操舵位置の中立点を規定する操舵トルク基準値と、操舵トルクが零（０）とみなされる状態に、操舵トルク検出手段が検出する操舵トルク中立点信号とに基づいて通常の操舵状態の操舵トルク信号を補正するトルク補正手段と、を有する制御手段を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７８８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
操舵トルクが零であるかどうかは、トルク計などの計測器を用いない限り把握することが困難である。また、部品の製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に摩擦が生じることなどにより、製品毎にセンサの中立点が異なる。
したがって、簡易に電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングを向上させるには、トルク計などの計測器を用いることなく、装置全体での製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に生じる摩擦などを考慮して左右の操舵特性をバランスさせることができる構成であることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、前記相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記補正値を設定する補正値設定手段と、を備え、前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００６】
ここで、前記補正値設定手段は、前記相対角度検出手段が出力する電気信号の最大値と最小値との中間の値である基準値と、前記右側出力値と前記左側出力値との中間の値である中間出力値との差に基づいて前記補正値を設定するとよい。
また、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流を決定する第１の目標電流決定手段と、前記電動モータの回転速度が前記所定回転速度となるように前記電動モータに供給する目標電流を決定する第２の目標電流決定手段と、前記第１の目標電流決定手段が決定した目標電流又は前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する供給手段と、をさらに備え、前記補正値設定手段は、前記供給手段が前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する場合の前記相対角度検出手段からの出力値に基づいて前記補正値を設定するとよい。
【０００７】
他の観点から捉えると、本発明は、同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度を検出する検出部と、当該検出部の検出値を補正するための補正値を記憶する補正値記憶部とを有し、当該検出値を当該補正値にて補正した後の値に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、前記補正値を設定する補正値設定手段と、前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、を備え、前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００８】
他の観点から捉えると、本発明は、同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、当該２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、当該相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、当該補正値を設定する補正値設定手段と、を備える電動パワーステアリング装置における当該補正値を設定する設定方法であって、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値を取得する工程と、前記電動モータが左方向に前記所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である左側出力値を取得する工程と、前記右側出力値と前記左側出力値とに基づいて前記補正値を算出する工程と、前記補正値を算出する工程にて算出した当該補正値を前記記憶領域に記憶する工程と、を含むことを特徴とする設定方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トルク計などの計測器を用いることなく、装置全体での製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に生じる摩擦などを考慮して左右の操舵特性をバランスさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】ステアリングギアボックス内を示す断面図である。
【図３】図２におけるＸ部の拡大図である。
【図４】トルク検出装置の主要部品の概略構成図である。
【図５】トルク検出装置を、図２におけるＹ方向から見た図である。
【図６】下部連結シャフトとピニオンシャフトとが相対変位する前のトルク検出装置の状態を示す図である。
【図７】図５で見た場合に、磁石がヨークに対して時計回転方向に回転した状態を示す図である。
【図８】図５で見た場合に、磁石がヨークに対して反時計回転方向に回転した状態を示す図である。
【図９】磁石とヨークとの相対角度と第１の磁気センサおよび第２の磁気センサが検出する磁束密度との関係を示す図である。
【図１０】操舵トルクと、第１の電圧信号および第２の電圧信号との関係を示す図である。
【図１１】電動パワーステアリング装置の制御装置の概略構成図である。
【図１２】目標電流算出部の概略構成図である。
【図１３】制御部の概略構成図である。
【図１４】中立補正値設定部の概略構成図である。
【図１５】中立補正値算出部が行う中立補正値設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】中立補正値設定処理により中立補正値が設定される過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。図２は、ステアリングギアボックス１０７内を示す断面図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては自動車に適用した構成を例示している。
【００１２】
ステアリング装置１００は、ドライバが操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。
【００１３】
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギアボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギアボックス１０７にてトーションバー１４０（図２参照）を介して上述した下部連結シャフト１０８と連結されている。
【００１４】
図２に示すように、ピニオンシャフト１０６および下部連結シャフト１０８は、ハウジング１２０に回転可能に支持されている。ハウジング１２０は、例えば自動車などの乗り物の本体フレーム（以下、「車体」と称する場合もある。）に固定される部材であり、第１ハウジング１２１と第２ハウジング１２２とが、例えばボルトなどにより結合されて構成される。下部連結シャフト１０８は、軸受を介して第１ハウジング１２１に回転可能に支持され、ピニオンシャフト１０６は、トーションバー１４０を介して下部連結シャフト１０８に同軸的に結合されるとともに軸受を介して第２ハウジング１２２に回転可能に支持されている。
【００１５】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギアボックス１０７に固定された電動モータ１１０と、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール１３０と、を備えている。電動モータ１１０の出力軸に連結されたウォームギヤ１１１とウォームホイール１３０とは噛み合っており、電動モータ１１０の回転力がウォームホイール１３０により減速されてピニオンシャフト１０６に伝達される。電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータであることを例示することができる。
ステアリングギアボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対角度に基づいて、言い換えればトーションバー１４０の捩れ量を検出する相対角度検出手段の一例としての相対角度検出装置２０が設けられている。この相対角度検出装置２０については後で詳述する。
また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述した相対角度検出装置２０の出力値、自動車の移動速度である車速Ｖを検出する車速センサ１７０の出力値が入力される。
【００１６】
以上のように構成されたステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを相対角度検出装置２０からの出力値に基づいて検出し、検出した操舵トルクＴに応じて制御装置１０が電動モータ１１０を駆動制御し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。つまり、ピニオンシャフト１０６は、ステアリングホイール１０１の回転によって発生する操舵トルクＴと電動モータ１１０から付与される補助トルクとで回転する。
【００１７】
次に、相対角度検出装置２０について詳述する。
図３は、図２におけるＸ部の拡大図である。図４は、相対角度検出装置２０の主要部品の概略構成図である。図５は、相対角度検出装置２０を、図２におけるＹ方向から見た図である。なお、図４においては、後述するブラケット６０は省略している。
【００１８】
相対角度検出装置２０は、同軸的に配置された２つの回転軸の一例としての、ハウジング１２０に回転可能に支持された下部連結シャフト１０８と、同じくハウジング１２０に回転可能に支持されたピニオンシャフト１０６との相対回転角度（トーションバー１４０の捩れ量）を検出する装置である。
相対角度検出装置２０は、下部連結シャフト１０８に取り付けられる磁石２１と、磁石２１が形成する磁界内に配置されたヨーク３０と、ヨーク３０に生じる磁束密度を検出する磁気センサ４０とを有している。
【００１９】
磁石２１は、円筒状であり、図４に示すように、下部連結シャフト１０８の周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されるとともに周方向に着磁されている。この磁石２１は、カラー２２を介して下部連結シャフト１０８に取り付けられている。つまり、磁石２１がカラー２２に固定されており、カラー２２が下部連結シャフト１０８に固定されている。そして、磁石２１は下部連結シャフト１０８とともに回転する。なお、磁石２１の下部連結シャフト１０８の軸方向の長さは、ヨーク３０の長さよりも長い。
【００２０】
ヨーク３０は、第１のヨーク３１と、第２のヨーク３２と、下部連結シャフト１０８の軸方向に第１のヨーク３１と第２のヨーク３２との間に設けられた、第３のヨーク３３とから構成されている。これら第１のヨーク３１、第２のヨーク３２および第３のヨーク３３は、ピニオンシャフト１０６に取り付けられる。
【００２１】
第１のヨーク３１は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第１の円環部３１ａと、この第１の円環部３１ａから下部連結シャフト１０８の軸方向に伸びるように形成された複数の第１の突起部３１ｂとを有している。
第１の突起部３１ｂは、磁石２１のＮ極およびＳ極と同数形成されている。つまり、磁石２１のＮ極およびＳ極がそれぞれ例えば１２個である場合には、第１の突起部３１ｂも１２個形成されている。そして、この第１の突起部３１ｂは、下部連結シャフト１０８の回転半径方向においては、図３，図５に示すように、磁石２１の外周面と対向するようにこの外周面よりもやや外側に配置されており、その第１の突起部３１ｂの磁石２１と対向する面は、下部連結シャフト１０８の回転軸に直交する方向に見ると長方形である。
【００２２】
第２のヨーク３２は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第２の円環部３２ａと、この第２の円環部３２ａから下部連結シャフト１０８の軸方向に伸びるように形成された複数の第２の突起部３２ｂとを有している。
第２の突起部３２ｂは、磁石２１のＮ極およびＳ極と同数形成されている。そして、この第２の突起部３２ｂは、下部連結シャフト１０８の回転半径方向においては、図３，図５に示すように、磁石２１の外周面と対向するようにこの外周面よりもやや外側に配置されており、その第２の突起部３２ｂの磁石２１と対向する面は、下部連結シャフト１０８の回転軸に直交する方向に見ると長方形である。
【００２３】
第３のヨーク３３は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第３の円環部３３ａと、この第３の円環部３３ａから下部連結シャフト１０８の軸方向に、第１のヨーク３１側へ伸びるように形成された複数の第３の突起部３３ｂと、第２のヨーク３２側へ伸びるように形成された複数の第４の突起部３４ｂとを有している。
第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、磁石２１のＮ極およびＳ極と同数形成されている。そして、この第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、下部連結シャフト１０８の回転半径方向においては、図３，図５に示すように、磁石２１の外周面と対向するようにこの外周面よりもやや外側に配置されており、その第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂの磁石２１と対向する面は、下部連結シャフト１０８の回転軸に直交する方向に見ると長方形である。
【００２４】
また、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂと第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂとは、下部連結シャフト１０８の周方向に交互に配置されている。第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂと第３のヨーク３３の第４の突起部３４ｂとは、下部連結シャフト１０８の周方向に交互に配置されている。
なお、本実施の形態に係る第３のヨーク３３においては、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、下部連結シャフト１０８の軸方向に一体的に連続して形成されている。
【００２５】
そして、本実施の形態に係る相対角度検出装置２０においては、トーションバー１４０に捩れが生じていない初期状態のときに、図５に示すように、下部連結シャフト１０８の周方向において、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＮ極とＳ極との境界線と第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。
【００２６】
第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂは、下部連結シャフト１０８の周方向には、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂと同じ位置となるように配置されている。つまり、トーションバー１４０に捩れが生じていない初期状態のときに、第１の突起部３１ｂが対向する磁石２１のＮ極とＳ極との境界線と、第２の突起部３２ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。すなわち、図５に示すように、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＮ極とＳ極との境界線と第２の突起部３２ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。そして、トーションバー１４０に操舵トルクＴが加わってトーションバー１４０に捩れが生じ、第１の突起部３１ｂが磁石２１のＮ極あるいはＳ極と対向する場合に、第２の突起部３２ｂは、第１の突起部３１ｂが対向する極性と同じ極性の磁極に対向する。
【００２７】
第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、初期状態のときに、下部連結シャフト１０８の周方向において、図５に示すように、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＳ極とＮ極との境界線と第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。そして、トーションバー１４０に操舵トルクＴが加わってトーションバー１４０に捩れが生じ、第１の突起部３１ｂが磁石２１のＮ極あるいはＳ極と対向する場合に、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、第１の突起部３１ｂが対向する磁極とは異なる極性の磁極に対向する。
【００２８】
また、本実施の形態に係るヨーク３０においては、図３に示すように、第１のヨーク３１、第２のヨーク３２および第３のヨーク３３は、インサートモールド成形により一体化されている。そして、インサートモールド成形する際にブラケット６０をも一体成形している。ブラケット６０は、ピニオンシャフト１０６の軸方向に伸びる薄肉円筒状の軸方向部位６１と、軸方向部位６１からピニオンシャフト１０６の回転半径方向に伸びる円板状の半径方向部位６２とを有する。そして、ブラケット６０の軸方向部位６１がピニオンシャフト１０６に圧入、溶接あるいはねじ止めされることにより、軸方向部位６１がピニオンシャフト１０６に固定されている。これにより、ヨーク３０は、ピニオンシャフト１０６に固定される。
【００２９】
第１の磁気センサ４１は、ハウジング１２０に固定されており、下部連結シャフト１０８の軸方向において、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間に配置されている。第１の磁気センサ４１は、制御装置１０から電源電圧が供給されることにより作動して、第１のヨーク３１と第３のヨーク３３との間の磁束密度を検出し、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力するセンサであり、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、ホール素子などを例示することができる。
【００３０】
また、第２の磁気センサ４２は、ハウジング１２０に固定されており、下部連結シャフト１０８の軸方向において、第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間に配置されている。第２の磁気センサ４２は、制御装置１０から電源電圧が供給されることにより作動して、第２のヨーク３２と第３のヨーク３３との間の磁束密度を検出し、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力するセンサであり、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、ホール素子などを例示することができる。
そして、第１の磁気センサ４１と第２の磁気センサ４２とは、例えば下部連結シャフト１０８の軸方向に同じ向きの磁界が生じている場合には、同じ符号の磁束密度を検出するように配置されている。
【００３１】
以上のように構成された相対角度検出装置２０においては、以下に示すように作用する。
図６は、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６とが相対変位する前の相対角度検出装置２０の状態を示す図である。図６（ａ）は、磁石２１とヨーク３０との関係を、図２におけるＹ方向に見た図である。図６（ｂ）は、磁石２１およびヨーク３０を、（ａ）におけるＺ方向に見た図である。
【００３２】
トーションバー１４０に捩れが生じていない初期状態のときは、図５、図６（ａ）に示すように、下部連結シャフト１０８の周方向において、ヨーク３０の全ての突起部である第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂの周方向の中心と、磁石２１のＮ極とＳ極との境界線とが一致する。かかる場合、第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂの各突起部には、磁石２１のＮ極とＳ極とから同数の磁力線が出入りする。そのため、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間、および第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間には磁束密度差が生じないので、第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２の出力は零となる。
【００３３】
ステアリングホイールに操舵トルクＴが入力されてトーションバー１４０に捩れが生じると、磁石２１とヨーク３０との周方向の相対位置が変化する。
図７は、図５で見た場合に、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して時計回転方向に回転した状態を示す図である。図８は、図５で見た場合に、磁石２１がヨーク３０に対して反時計回転方向に回転した状態を示す図である。それぞれの図において、（ａ）は磁石２１とヨーク３０との関係を、図２におけるＹ方向から見た図である。（ｂ）は磁石２１およびヨーク３０を、（ａ）におけるＺ方向に見た図である。
また、図９は、磁石２１（下部連結シャフト１０８）とヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）との相対角度（トーションバー１４０の捩れ角θ）と第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２が検出する磁束密度との関係を示す図である。
【００３４】
図７および図８に示すように、トーションバー１４０が捩れると、下部連結シャフト１０８の周方向において、ヨーク３０の第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂの周方向の中心と、磁石２１のＮ極とＳ極との境界線とが一致しなくなる。つまり、初期状態に比べて、磁石２１のいずれかの磁極がヨーク３０の第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂと対向する領域が増加する。
【００３５】
より具体的には、図７の状態においては、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂおよび第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂは、磁石２１のＮ極と対向する領域が増加し、第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、磁石２１のＳ極と対向する領域が増加する。そのため、磁石２１のＮ極から第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂに向かう磁力線が、第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線よりも増加する。また、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線が、磁石２１のＮ極から第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂに向かう磁力線よりも増加する。これにより、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａから第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａへ向かう磁束密度が増加するとともに第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａから第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａへ向かう磁束密度が増加する。
【００３６】
そして、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａから第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａへ向かう方向をプラスの方向とすると、初期状態から、図５で見た場合に、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して時計回転方向に回転するにしたがって、第１の磁気センサ４１が検出する磁束密度Ｂ１がプラスの方向へ大きくなる。他方、第２の磁気センサ４２が検出する磁束密度Ｂ２がマイナスの方向へ大きくなる。以下、図５で見た場合に、初期状態から、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して時計回転方向に回転するときに、「右方向」の操舵トルクＴが発生しているものとする。
【００３７】
また、図８の状態においては、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂおよび第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂは、磁石２１のＳ極と対向する領域が増加し、第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、磁石２１のＮ極と対向する領域が増加する。そのため、第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線が、磁石２１のＮ極から第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂに向かう磁力線よりも増加する。また、磁石２１のＮ極から第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂに向かう磁力線が、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線よりも増加する。これにより、第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａから第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａへ向かう磁束密度が増加するとともに第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａから第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａへ向かう磁束密度が増加する。それゆえ、初期状態から、図５で見た場合に、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して反時計回転方向に回転するにしたがって、第１の磁気センサ４１が検出する磁束密度Ｂ１がマイナスの方向へ大きくなる。他方、第２の磁気センサ４２が検出する磁束密度Ｂ２がプラスの方向へ大きくなる。以下、図５で見た場合に、初期状態から、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して反時計回転方向に回転するときに、「左方向」の操舵トルクＴが発生しているものとする。
【００３８】
図９においては、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６とを、両方向に磁極１個（α度）分相対的に回転させた場合の磁束密度の変化を示している。そして、トーションバー１４０が両方向に１／３×α度捩れることを許容する仕様にすることで、第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２は、トーションバー１４０の捩れ量（下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度）に比例する磁束密度の変化を検出することが可能となる。
【００３９】
第１の磁気センサ４１は、検出した磁束密度Ｂ１を、この磁束密度Ｂ１に応じた電圧値を示す第１の電圧信号Ｖ１ｓに変換して出力し、第２の磁気センサ４２は、検出した磁束密度Ｂ２を、この磁束密度Ｂ２に応じた電圧値を示す第２の電圧信号Ｖ２ｓに変換して出力する。トーションバー１４０の捩れ量（下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６の相対回転角度）とステアリングホイール１０１の操舵トルクＴとは比例関係にある。つまり、第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２は、操舵トルクＴに応じた電圧値を示す第１の電圧信号Ｖ１ｓおよび第２の電圧信号Ｖ２ｓを出力する。
【００４０】
図１０は、操舵トルクＴと、第１の電圧信号Ｖ１ｓおよび第２の電圧信号Ｖ２ｓとの関係を示す図である。
図１０においては、横軸に操舵トルクＴ、縦軸に第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２を示している。横軸は、操舵トルクＴが零の状態、言い換えれば、トーションバー１４０の捩れ量が零の状態を中点にし、右方向の操舵トルクＴをプラス、左方向の操舵トルクをマイナスとしている。
そして、本実施の形態に係る第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２は、図１０に示すように、第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓが示す第２の電圧Ｖ２が、最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏとの間で変化するように構成されている。なお、最大電圧ＶＨｉは、第１の磁気センサ４１,第２の磁気センサ４２が第１の電圧信号Ｖ１ｓ,第２の電圧信号Ｖ２ｓとして出力可能な出力上限値よりわずかに低く、最小電圧ＶＬｏは、出力可能な出力下限値よりわずかに高く設定される。これは、第１の磁気センサ４１,第２の磁気センサ４２の出力上限値や出力下限値の近傍では、第１の電圧信号Ｖ１ｓ,第２の電圧信号Ｖ２ｓとして出力する電圧が不安定になって操舵トルクＴの検出精度が低下するおそれがあるためである。
【００４１】
そして、図１０の実線で示すように、第１の磁気センサ４１が出力する第１の電圧信号Ｖ１ｓは、操舵トルクＴの右方向への大きさが増加（トーションバー１４０の右方向への回転量が増加）するのに伴って電圧が上昇する特性を有する。すなわち、ステアリングホイール１０１が右方向に回転すると第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１が上昇する。また、図１０の破線で示すように、第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２は、第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と同じ最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏの間で変化するとともに第１の電圧信号Ｖ１ｓと逆の特性（負の相関関係）を有し、操舵トルクＴの右方向への大きさが増加するのに伴って第２の電圧信号Ｖ２ｓが低下する特性を有する。すなわち、ステアリングホイール１０１が右方向に回転すると第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２が低下する。
【００４２】
そして、中点では第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２とが等しい電圧(以下、「中点電圧Ｖｃ」と称する場合がある)となるように構成されている。中点電圧Ｖｃは、例えば、最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏの中間の電圧（Ｖｃ＝（ＶＨｉ＋ＶＬｏ）／２)となる。
さらに、操舵トルクＴの変化に対する第１の電圧信号Ｖ１ｓの変化の割合と第２の電圧信号Ｖ２ｓの変化の割合(絶対値)は等しく、同じ操舵トルクＴを示す第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２を合計した合計電圧Ｖｔ(以下、単に「合計電圧Ｖｔ」と称する場合がある)が常に予め定められた所定電圧となる特性を有する。本実施の形態において、合計電圧Ｖｔは、一定電圧（ＶＨｉ＋ＶＬｏ）となるように構成されており、「ＶＨｉ＋ＶＬｏ」が所定電圧となる。
【００４３】
例えば、第１の磁気センサ４１，第２の磁気センサ４２が、０〜５〔Ｖ〕の間の電圧値を第１の電圧信号Ｖ１ｓ,第２の電圧信号Ｖ２ｓとして出力可能な性能を有する場合、すなわち、出力下限値が０〔Ｖ〕で出力上限値が５〔Ｖ〕の場合に、第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２の最大電圧ＶＨｉを４．５〔Ｖ〕、最小電圧ＶＬｏを０．５〔Ｖ〕に設定すると、中点電圧Ｖｃは２．５〔Ｖ〕、所定電圧は５〔Ｖ〕になる。
したがって、操舵トルクＴが零の中点では、第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２は共に２．５〔Ｖ〕となり、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２との合計電圧Ｖｔは常に５〔Ｖ〕となる。そして、操舵トルクＴが右方向に増加すると、第１の電圧Ｖ１は２．５〔Ｖ〕から上昇し、第２の電圧Ｖ２は２．５〔Ｖ〕から低下する。他方、操舵トルクＴが左方向に増加すると、第１の電圧Ｖ１は２．５〔Ｖ〕から低下し、第２の電圧Ｖ２は２．５〔Ｖ〕から上昇する。
【００４４】
次に、制御装置１０について説明する。
制御装置１０は、電動モータ１１０の制御を行う際の演算処理を行うＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１にて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１の作業用メモリ等として用いられるＲＡＭ１３と、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable & Programmable Read Only Memory)１４と、を備えている。
制御装置１０には、上述した相対角度検出装置２０からの出力値、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖが出力信号に変換された車速信号ｖなどが入力される。
【００４５】
図１１は、ステアリング装置１００の制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、相対角度検出装置２０から入力される信号に基づいて操舵トルクＴを検出するトルク検出部２１０と、トルク検出部２１０にて検出された操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流を算出する目標電流算出部２２０と、を備えている。目標電流算出部２２０は、後述する第１の目標電流決定部２２５を有している。
また、制御装置１０は、トルク検出部２１０が操舵トルクＴを検出するのに用いる中立補正値ΔＶを設定する中立補正値設定部２５０を備えている。中立補正値設定部２５０は、後述するように電動モータ１１０の実際の回転速度と目標の回転速度との偏差が零になるように電動モータ１１０に供給する目標電流を算出する第２の目標電流決定部２５４を有している。
【００４６】
また、制御装置１０は、第１の目標電流決定部２２５あるいは第２の目標電流決定部２５４が決定した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部２３０と、制御部２３０への入力を第１の目標電流決定部２２５からの出力値と第２の目標電流決定部２５４からの出力値とで切り替える切替部２７０と、を有している。また、制御装置１０は、電動モータ１１０の回転角度（以下、「モータ角度θ」と称する場合もある。）を算出するモータ角度算出部３６と、モータ角度算出部３６で算出されたモータ角度θに基づいて実際の電動モータ１１０の回転速度（以下、「実回転速度Ｎｍａ」と称する場合もある。）を算出するモータ回転速度算出部３７と、を有している。
【００４７】
先ずは、目標電流算出部２２０について詳述する。
図１２は、目標電流算出部２２０の概略構成図である。
目標電流算出部２２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部２２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２２３とを備えている。また、目標電流算出部２２０は、ベース電流算出部２２１、イナーシャ補償電流算出部２２２、ダンパー補償電流算出部２２３などからの出力に基づいて目標電流を決定する第１の目標電流決定部２２５を備えている。さらに、目標電流算出部２２０は、トルク信号Ｔｄの位相補償を行う位相補償部２２６を備えている。
【００４８】
なお、目標電流算出部２２０には、トルク信号Ｔｄと、車速信号ｖと、モータ回転速度算出部３７からの回転速度信号Ｎｍｓとが入力される。制御装置１０には、車速センサ１７０などからの信号がアナログ信号として入力されるので、図示しないＡ／Ｄ変換部によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、目標電流算出部２２０に取り込んでいる。
【００４９】
ベース電流算出部２２１は、位相補償部２２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流を算出し、このベース電流の情報を含むベース電流信号Ｉｍｂを出力する。なお、ベース電流算出部２２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖとベース電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖを代入することによりベース電流を算出する。
【００５０】
イナーシャ補償電流算出部２２２は、トルク信号Ｔｄと車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流を算出し、この電流の情報を含むイナーシャ補償電流信号Ｉｓを出力する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖとイナーシャ補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖを代入することによりイナーシャ補償電流を算出する。
【００５１】
ダンパー補償電流算出部２２３は、トルク信号Ｔｄと、車速信号ｖと、モータ角速度ωとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流を算出し、この電流の情報を含むダンパー補償電流信号Ｉｄを出力する。なお、ダンパー補償電流算出部２２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖおよびモータ角速度ωと、ダンパー補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄと車速信号ｖとモータ角速度ωとを代入することによりダンパー補償電流を算出する。
【００５２】
第１の目標電流決定部２２５は、ベース電流算出部２２１から出力されたベース電流信号Ｉｍｂ、イナーシャ補償電流算出部２２２から出力されたイナーシャ補償電流信号Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２２３から出力されたダンパー補償電流信号Ｉｄに基づいて最終的な目標電流を決定し、この電流の情報を含む目標電流信号ＩＴ１を出力する。第１の目標電流決定部２２５は、例えば、ベース電流に、イナーシャ補償電流を加算するとともにダンパー補償電流を減算して得た補償電流を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、補償電流と最終的な目標電流との対応を示すマップに代入することにより最終的な目標電流を算出する。
【００５３】
次に、制御部２３０について詳述する。
図１３は、制御部２３０の概略構成図である。
制御部２３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部２３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部２３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部２３３とを有している。
モータ駆動制御部２３１は、第１の目標電流決定部２２５にて決定された目標電流又は第２の目標電流決定部２５４にて決定された目標電流と、モータ電流検出部２３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部２４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部２６０とを有している。
【００５４】
フィードバック制御部２４０は、目標電流算出部２２０にて最終的に決定された目標電流とモータ電流検出部２３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差を求める偏差演算部２４１と、その偏差が零となるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部２４２とを有している。
偏差演算部２４１は、目標電流算出部２２０からの出力値である目標電流信号ＩＴとモータ電流検出部２３３からの出力値であるモータ電流信号Ｉｍｓとの偏差の値を偏差信号２４１ａとして出力する。
【００５５】
フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部２４２は、目標電流と実電流Ｉｍとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、入力された偏差信号２４１ａに対して、比例要素で比例処理した信号を出力し、積分要素で積分処理した信号を出力し、加算演算部でこれらの信号を加算してフィードバック処理信号２４２ａを生成・出力する。
ＰＷＭ信号生成部２６０は、フィードバック制御部２４０からの出力値に基づいてＰＷＭ信号２６０ａを生成し、生成したＰＷＭ信号２６０ａを出力する。
【００５６】
モータ駆動部２３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部２３３は、モータ駆動部２３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出して、検出した実電流Ｉｍをモータ電流信号Ｉｍｓに変換して出力する。
【００５７】
モータ角度算出部３６は、電動モータ１１０に設けられたレゾルバの出力信号に基づいてモータ角度θを算出する。このモータ角度θは、電動モータ１１０のＵ相電機子巻線の位置を基準とするロータ（界磁）の角度である。モータ回転速度算出部３７は、モータ角度算出部３６で算出されたモータ角度θに基づいて実回転速度Ｎｍａを算出し、算出した実回転速度Ｎｍａを回転速度信号Ｎｍｓに変換して出力する。これらモータ角度θおよび実回転速度Ｎｍａの符号は、以下のように定められる。つまり、前輪１５０側から受ける力を零として、ユーザがステアリングホイール１０１を操舵トルクＴの符号がプラスとなるように回転させたときに電動モータ１１０が回転する方向をモータ角度θおよび実回転速度Ｎｍａのプラス方向とする。
【００５８】
次に、トルク検出部２１０について説明する。
以上のように構成された電動パワーステアリング装置１００においては、相対角度検出装置２０（磁気センサ４０）の中立点（零点）が正規状態（操舵トルクＴが零であるときの磁気センサ４０からの出力値が中点電圧Ｖｃ（２.５Ｖ）となる状態）からずれている場合には、操舵フィーリングが悪くなるおそれがある。これは、ステアリングホイール１０１を操作して左右方向に同じ操舵トルクＴを加えても、電動パワーステアリング装置１００の操舵補助力は一方が大きく、他方が小さくなって操舵補助力にアンバランスが生じてしまうからである。
【００５９】
相対角度検出装置２０の中立点（零点）が正規状態である場合、左右同じ大きさの操舵トルクＴに対して相対角度検出装置２０の中点電圧Ｖｃからの偏差（絶対値）は等しくなり、電動モータ１１０による操舵補助力は左右方向共に等しく、バランスされる。これに対して、相対角度検出装置２０の中立点（零点）が正規状態からずれている場合には、操舵トルクＴが零であるときであっても、相対角度検出装置２０の出力値が中点電圧Ｖｃとは異なる値となり、その出力値に応じた操舵トルクＴが作用しているものとして電動モータ１１０により操舵補助力が与えられてしまう。そして、例えば、相対角度検出装置２０の出力値が中点電圧Ｖｃとなるのが右方向にＴａずれた操舵トルクである場合、右方向の操舵トルクＴが零からＴａの範囲においては、ステアリングホイール１０１を右方向に操作しても電動モータ１１０により左方向の操舵補助力が作用してしまう。
【００６０】
かかる事項に鑑み、本実施の形態に係るトルク検出部２１０は以下のように構成されている。
トルク検出部２１０は、相対角度検出装置２０から入力される信号に基づいて操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する出力部２１１と、中立補正値ΔＶを記憶する中立補正値記憶部２１２と、を備えている。
中立補正値ΔＶは、以下のようにして中立補正値設定部２５０により設定される値である。中立補正値設定部２５０にて設定される前は、初期値として零に設定される値である。中立補正値記憶部２１２は、ＥＥＰＲＯＭ１４の領域の一部にて構成されており、第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１と、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２とが書き込まれている。
【００６１】
出力部２１１は、磁気センサ４０の第１の磁気センサ４１が正常である場合には、第１の磁気センサ４１からの第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と、中立補正値記憶部２１２に記憶された中立補正値ΔＶ１とに基づいて操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する。
第１の電圧Ｖ１と中立補正値ΔＶ１とに基づいて操舵トルクＴを算出する手法としては以下を例示することができる。すなわち、先ず、第１の電圧Ｖ１に中立補正値ΔＶ１を加算することにより得た補正後電圧Ｖ１ｆと、操舵トルクＴとの関係を示すマップをＲＯＭ１２に記憶しておき、トルク検出部２１０は、このマップに、補正後電圧Ｖ１ｆを代入することにより操舵トルクＴを算出する。又は、補正後電圧Ｖ１ｆと操舵トルクＴとの関係を示す関数、あるいは、第１の電圧Ｖ１および中立補正値ΔＶ１と操舵トルクＴとの関係を示す関数を組み込んでおき、トルク検出部２１０は、この関数に第１の電圧Ｖ１および中立補正値ΔＶ１を代入して操舵トルクＴを算出してもよい。
なお、出力部２１１は、磁気センサ４０の第１の磁気センサ４１に異常が生じ、第２の磁気センサ４２のみが正常である場合には、非常用として、第２の磁気センサ４２からの第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２と、中立補正値記憶部２１２に記憶された中立補正値ΔＶ２とに基づいて操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する。
【００６２】
次に、中立補正値ΔＶの設定について説明する。
電動パワーステアリング装置１００においては、この電動パワーステアリング装置１００を構成する部品の製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に生じる摩擦などにより、製品毎に相対角度検出装置２０の中立点（零点）が異なる場合がある。
そこで、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００においては、制御装置１０が中立補正値設定部２５０を備え、電動パワーステアリング装置１００を組み立てた後、あるいは電動パワーステアリング装置１００を乗り物に組み付けた後に中立補正値ΔＶを算出し、トルク検出部２１０の中立補正値記憶部２１２に書き込み可能に構成した。
中立補正値設定部２５０が中立補正値ΔＶを算出する方法は以下の通りである。
電動モータ１１０を右方向に所定の回転速度で回転させたときの磁気センサ４０の出力値と、左方向に所定の回転速度で回転させたときの磁気センサ４０の出力値とに基づいてこれらの出力値の中間の電圧値Ｖｍを算出する。そして、中点電圧Ｖｃからこの中間の電圧値Ｖｍを減算することで中立補正値ΔＶを算出する（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍ）。
【００６３】
次に、この中立補正値設定部２５０について詳述する。
図１４は、中立補正値設定部２５０の概略構成図である。
中立補正値設定部２５０は、外部機器３００から特定信号を受信するとともに特定信号の受信をトリガーとして後述する中立補正値設定処理を行う中立補正値算出部２５１と、電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔを設定する目標モータ回転速度設定部２５２と、を備えている。また、中立補正値設定部２５０は、目標モータ回転速度設定部２５２にて設定された目標回転速度Ｎｍｔと電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａとの偏差を算出する偏差算出部２５３と、偏差算出部２５３が算出した偏差に基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流を算出する第２の目標電流決定部２５４と、を備えている。
なお、外部機器３００としては、電動パワーステアリング装置１００の組み立て工場、電動パワーステアリング装置１００を搭載する乗り物の生産工場あるいはサービス工場に設置されて、上記中立補正値設定処理を実行させる特定信号を送信できる装置であればよい。
【００６４】
目標モータ回転速度設定部２５２は、中立補正値算出部２５１から出力されたコマンドに基づいて電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔを決定し、この目標回転速度Ｎｍｔの情報を含む目標回転速度信号Ｎｍｔｓを出力する。
偏差算出部２５３は、目標モータ回転速度設定部２５２にて設定された目標回転速度Ｎｍｔから、モータ回転速度算出部３７にて算出された電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａを減算することで、目標回転速度Ｎｍｔと実回転速度Ｎｍａとの偏差を算出する。
【００６５】
第２の目標電流決定部２５４は、偏差算出部２５３が算出した偏差に基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流を決定し、この電流の情報を含む目標電流信号ＩＴ２を出力する。第２の目標電流決定部２５４は、目標回転速度Ｎｍｔと実回転速度Ｎｍａとの差が零となるように電動モータ１１０に供給する目標電流を決定する。より具体的には、第２の目標電流決定部２５４は、偏差算出部２５３が算出した偏差を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、モータ回転速度の偏差と目標電流との対応を示すマップに代入することにより目標電流を算出し、この目標電流を電動モータ１１０に供給する目標電流として決定する。
【００６６】
次に、フローチャートを用いて、中立補正値算出部２５１が行う中立補正値設定処理の手順について説明する。
図１５は、中立補正値算出部２５１が行う中立補正値設定処理の手順を示すフローチャートである。中立補正値算出部２５１は、制御装置１０に備えられたインターフェイスを介して外部機器３００からコマンドを取得した場合に、この中立補正値設定処理を実行する。以下では、磁気センサ４０の第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１を設定する場合を例示して説明する。
【００６７】
先ず、中立補正値算出部２５１は、電動パワーステアリング装置１００が中立状態であるか否かを判別する（ステップ（以下、単に、「Ｓ」と記す。）１５０１）。これは、ステアリングホイール１０１や前輪１５０から負荷が掛かっているか否かを判別する処理であり、磁気センサ４０からの出力値に係る電圧が、ＲＯＭ１２に予め記憶されている中点電圧Ｖｃを中心とする所定範囲内であるか否かを判別し、所定範囲内であれば中立状態であると判定し、所定範囲外であれば中立状態ではないと判定する。そして、中立状態であれば（Ｓ１５０１でＹｅｓ）、制御部２３０への入力を第２の目標電流決定部２５４からの出力値とするように切替部２７０を切り替える（Ｓ１５０２）。
【００６８】
その後、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒとするためのコマンドを送る（Ｓ１５０３）。
そして、電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域であるか否かを判別する（Ｓ１５０４）。この所定の右方向の回転速度領域は、右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒ−５（ｒｐｍ）以上、右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒ＋５（ｒｐｍ）以下であることを例示することができる。
【００６９】
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０４でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０４にて最初に肯定判定されてから）、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、右方向の平均電圧Ｖ１ｒを算出する（Ｓ１５０５）。
【００７０】
その後、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０４にて最初に肯定判定されてから）、予め定められた規定時間が経過したか否かを判別する（Ｓ１５０６）。そして、規定時間が経過していない場合（Ｓ１５０６でＮｏ）、Ｓ１５０３以降の処理を行う。
また、実回転速度Ｎｍａが所定の回転速度領域ではない場合（Ｓ１５０４でＮｏ）、Ｓ１５０３以降の処理を行う。
【００７１】
規定時間が経過した場合（Ｓ１５０６でＹｅｓ）、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌとするためのコマンドを送る（Ｓ１５０７）。
そして、電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域であるか否かを判別する（Ｓ１５０８）。この所定の左方向の回転速度領域は、左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌ−５（ｒｐｍ）以上、左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌ＋５（ｒｐｍ）以下であることを例示することができる。
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０８でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０８にて最初に肯定判定されてから）、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、左方向の平均電圧Ｖ１ｌを算出する（Ｓ１５０９）。
【００７２】
その後、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０８にて最初に肯定判定されてから）、予め定められた規定時間が経過したか否かを判別する（Ｓ１５１０）。そして、規定時間が経過していない場合（Ｓ１５１０でＮｏ）、Ｓ１５０７以降の処理を行う。
また、実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域ではない場合（Ｓ１５０８でＮｏ）、Ｓ１５０７以降の処理を行う。
【００７３】
その後、Ｓ１５０５にて算出した右方向の平均電圧Ｖ１ｒとＳ１５０９にて算出した左方向の平均電圧Ｖ１ｌとの中間の電圧値（中立電圧値）Ｖｍ１（＝（Ｖ１ｒ＋Ｖ１ｌ）／２）を算出する（Ｓ１５１１）。
そして、その後、第１の磁気センサ４１の中点電圧ＶｃからＳ１５１１にて算出した中間の電圧値Ｖｍ１を減算することにより中立補正値ΔＶ１（＝Ｖｃ−Ｖｍ１）を算出する（Ｓ１５１２）。
その後、Ｓ１５１２にて算出した中立補正値ΔＶ１を、新たな中立補正値ΔＶ１としてトルク検出部２１０の中立補正値記憶部２１２に書き込む（Ｓ１５１３）。
その後、制御部２３０への入力を第１の目標電流決定部２２５からの出力値とするように切替部２７０を切り替える（Ｓ１５１４）。
【００７４】
図１６は、中立補正値設定処理により中立補正値ΔＶ１が設定される過程を示す図である。
Ｓ１５０３にて、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒとするためのコマンドが送られると、目標モータ回転速度設定部２５２が図１６（ａ）に示すように電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔｒを決定する。そして、第２の目標電流決定部２５４が、偏差算出部２５３が算出する目標回転速度Ｎｍｔｒと実回転速度Ｎｍａとの差が零となるように電動モータ１１０に供給する目標電流を決定する。その結果、電動モータ１１０の実回転速度Ｎｍａが図１６（ｂ）に示すように変化する。
【００７５】
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０４でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、右方向の平均電圧Ｖ１ｒを算出する（Ｓ１５０５）。この処理を、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってから規定時間が経過するまで行う。その結果、Ｓ１５０５にて算出した右方向の平均電圧Ｖ１ｒが、例えば図１６（ｃ）に示すように２．４〔Ｖ〕である。
なお、電動モータ１１０が右方向に回転すると、この電動モータ１１０の回転駆動力により、図５で見た場合に、ピニオンシャフト１０６（ヨーク３０）が下部連結シャフト１０８（磁石２１）に対して時計回転方向に回転する。そのため、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して反時計回転方向に回転し、第１の磁気センサ４１からの第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１は中点電圧Ｖｃよりも低くなる。
【００７６】
規定時間が経過した後（Ｓ１５０６でＹｅｓ）、Ｓ１５０７にて、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌとするためのコマンドが送られると、目標モータ回転速度設定部２５２が図１６（ａ）に示すように電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔｌを決定する。そして、第２の目標電流決定部２５４が、偏差算出部２５３が算出する目標回転速度Ｎｍｔｌと実回転速度Ｎｍａとの差が零となるように電動モータ１１０に供給する目標電流を決定する。その結果、電動モータ１１０の実回転速度Ｎｍａが図１６（ｂ）に示すように変化する。
【００７７】
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０８でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、左方向の平均電圧Ｖ１ｌを算出する（Ｓ１５０５）。この処理を、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域内となってから規定時間が経過するまで行う。その結果、Ｓ１５０９にて算出した左方向の平均電圧Ｖ１ｌが、例えば図１６（ｃ）に示すように２．７〔Ｖ〕である。
【００７８】
その後、Ｓ１５０５にて算出した右方向の平均電圧Ｖ１ｒ＝２．４〔Ｖ〕とＳ１５０９にて算出した左方向の平均電圧Ｖ１ｌ＝２．７〔Ｖ〕との中間の電圧値Ｖｍ１を、Ｖｍ１＝（２．４＋２．７）／２＝２．５５〔Ｖ〕と算出する（Ｓ１５１１）。
その後、第１の磁気センサ４１の中点電圧Ｖｃ＝２．５〔Ｖ〕からＳ１５１１にて算出した中間の電圧値Ｖｍ１＝２．５５〔Ｖ〕を減算することにより中立補正値ΔＶ１を、ΔＶ１＝２．５−２．５５＝−０．０５〔Ｖ〕と算出する（Ｓ１５１２）。
その後、Ｓ１５１２にて算出した中立補正値ΔＶ１＝−０．０５〔Ｖ〕を、新たな中立補正値ΔＶ１としてトルク検出部２１０の中立補正値記憶部２１２に書き込む（Ｓ１５１３）。
【００７９】
中立補正値設定部２５０が上述したように構成されることで、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００においては、この電動パワーステアリング装置１００を構成する部品の製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に摩擦が生じたとしても、操舵トルクＴが零であるときの中立点を導き出すことができるので、操舵フィーリングを向上させることができる。また、トルク計などの計測器を用いることなく、操舵トルクＴが真に零であるときの中立点を導き出すことができるので、操舵フィーリングの向上を簡易な構成で実現できる。
【００８０】
なお、上述した中立補正値設定処理においては、第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１を設定する場合を例示して説明したが、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を設定する処理も上記と同様であり、第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１を設定するための中立補正値設定処理が終了したら、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を設定するための中立補正値設定処理を連続して実行すればよい。あるいは、上記中立補正値設定処理の実行開始後、Ｓ１５１３にて中立補正値ΔＶ１を書き込んだ後、Ｓ１５１４の処理を行う前に、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を設定するためにＳ１５０３以降の処理を再度行いＳ１５１３にて第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を書き込んだ後、Ｓ１５１４の処理を行って中立補正値設定処理を終了してもよい。
【００８１】
また、上述した中立補正値設定処理においては、Ｓ１５０６およびＳ１５１０にて、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の回転速度領域内となってから規定時間が経過したか否かを判別し、Ｓ１５０５およびＳ１５０９においては、規定時間内に読み込んだセンサ信号に基づいた平均電圧を算出しているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、Ｓ１５０６およびＳ１５１０にて、Ｓ１５０５およびＳ１５０９において読み込んだセンサ信号が予め定められた規定回数に到達したか否かを判別してもよい。つまり、センサ信号に基づいた電圧の規定回数分の平均電圧を、右方向の平均電圧Ｖ１ｒ、左方向の平均電圧Ｖ１ｌとする。また、その規定回数は、連続して実回転速度Ｎｍａが所定の回転速度領域内である場合（最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってからＳ１５０４あるいはＳ１５０８で否定判定されない場合）の回数であるとよい。また、規定回数は、必ずしも連続していることを必要とせず、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってからＳ１５０４あるいはＳ１５０８で肯定判定された回数であってもよい。
【００８２】
また、磁気センサ４０自体がＥＥＰＲＯＭを有するとともにそのＥＥＰＲＯＭに記憶された中立補正値ΔＶを加味して出力し、トルク検出部２１０が磁気センサ４０からの出力値に応じた操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する構成である場合には、中立補正値算出部２５１が算出した中立補正値ΔＶを、磁気センサ４０のＥＥＰＲＯＭに書き込むことができる構成とするとよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…制御装置、２０…トルク検出装置、２１…磁石、３０…ヨーク、４０…磁気センサ、４１…第１の磁気センサ、４２…第２の磁気センサ、１００…電動パワーステアリング装置、１０１…ステアリングホイール（ハンドル）、１１０…電動モータ、２１０…トルク検出部、２２０…目標電流算出部、２３０…制御部、２５０…中立補正値設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置および設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動モータの動力にてドライバの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置において、センサの中立点のずれを補正し、左右の操舵特性をバランスさせて操舵フィーリングを良くする技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載のパワーステアリング制御装置は、以下のように構成されている。すなわち、電動パワーステアリング装置は、操舵位置の中立点を規定する操舵トルク基準値と、操舵トルクが零（０）とみなされる状態に、操舵トルク検出手段が検出する操舵トルク中立点信号とに基づいて通常の操舵状態の操舵トルク信号を補正するトルク補正手段と、を有する制御手段を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７８８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
操舵トルクが零であるかどうかは、トルク計などの計測器を用いない限り把握することが困難である。また、部品の製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に摩擦が生じることなどにより、製品毎にセンサの中立点が異なる。
したがって、簡易に電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングを向上させるには、トルク計などの計測器を用いることなく、装置全体での製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に生じる摩擦などを考慮して左右の操舵特性をバランスさせることができる構成であることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、前記相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、前記補正値を設定する補正値設定手段と、を備え、前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００６】
ここで、前記補正値設定手段は、前記相対角度検出手段が出力する電気信号の最大値と最小値との中間の値である基準値と、前記右側出力値と前記左側出力値との中間の値である中間出力値との差に基づいて前記補正値を設定するとよい。
また、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流を決定する第１の目標電流決定手段と、前記電動モータの回転速度が前記所定回転速度となるように前記電動モータに供給する目標電流を決定する第２の目標電流決定手段と、前記第１の目標電流決定手段が決定した目標電流又は前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する供給手段と、をさらに備え、前記補正値設定手段は、前記供給手段が前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する場合の前記相対角度検出手段からの出力値に基づいて前記補正値を設定するとよい。
【０００７】
他の観点から捉えると、本発明は、同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度を検出する検出部と、当該検出部の検出値を補正するための補正値を記憶する補正値記憶部とを有し、当該検出値を当該補正値にて補正した後の値に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、前記補正値を設定する補正値設定手段と、前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、を備え、前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００８】
他の観点から捉えると、本発明は、同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、当該２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、当該相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、当該補正値を設定する補正値設定手段と、を備える電動パワーステアリング装置における当該補正値を設定する設定方法であって、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値を取得する工程と、前記電動モータが左方向に前記所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である左側出力値を取得する工程と、前記右側出力値と前記左側出力値とに基づいて前記補正値を算出する工程と、前記補正値を算出する工程にて算出した当該補正値を前記記憶領域に記憶する工程と、を含むことを特徴とする設定方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トルク計などの計測器を用いることなく、装置全体での製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に生じる摩擦などを考慮して左右の操舵特性をバランスさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】ステアリングギアボックス内を示す断面図である。
【図３】図２におけるＸ部の拡大図である。
【図４】トルク検出装置の主要部品の概略構成図である。
【図５】トルク検出装置を、図２におけるＹ方向から見た図である。
【図６】下部連結シャフトとピニオンシャフトとが相対変位する前のトルク検出装置の状態を示す図である。
【図７】図５で見た場合に、磁石がヨークに対して時計回転方向に回転した状態を示す図である。
【図８】図５で見た場合に、磁石がヨークに対して反時計回転方向に回転した状態を示す図である。
【図９】磁石とヨークとの相対角度と第１の磁気センサおよび第２の磁気センサが検出する磁束密度との関係を示す図である。
【図１０】操舵トルクと、第１の電圧信号および第２の電圧信号との関係を示す図である。
【図１１】電動パワーステアリング装置の制御装置の概略構成図である。
【図１２】目標電流算出部の概略構成図である。
【図１３】制御部の概略構成図である。
【図１４】中立補正値設定部の概略構成図である。
【図１５】中立補正値算出部が行う中立補正値設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】中立補正値設定処理により中立補正値が設定される過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。図２は、ステアリングギアボックス１０７内を示す断面図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては自動車に適用した構成を例示している。
【００１２】
ステアリング装置１００は、ドライバが操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。
【００１３】
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギアボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギアボックス１０７にてトーションバー１４０（図２参照）を介して上述した下部連結シャフト１０８と連結されている。
【００１４】
図２に示すように、ピニオンシャフト１０６および下部連結シャフト１０８は、ハウジング１２０に回転可能に支持されている。ハウジング１２０は、例えば自動車などの乗り物の本体フレーム（以下、「車体」と称する場合もある。）に固定される部材であり、第１ハウジング１２１と第２ハウジング１２２とが、例えばボルトなどにより結合されて構成される。下部連結シャフト１０８は、軸受を介して第１ハウジング１２１に回転可能に支持され、ピニオンシャフト１０６は、トーションバー１４０を介して下部連結シャフト１０８に同軸的に結合されるとともに軸受を介して第２ハウジング１２２に回転可能に支持されている。
【００１５】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギアボックス１０７に固定された電動モータ１１０と、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール１３０と、を備えている。電動モータ１１０の出力軸に連結されたウォームギヤ１１１とウォームホイール１３０とは噛み合っており、電動モータ１１０の回転力がウォームホイール１３０により減速されてピニオンシャフト１０６に伝達される。電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータであることを例示することができる。
ステアリングギアボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対角度に基づいて、言い換えればトーションバー１４０の捩れ量を検出する相対角度検出手段の一例としての相対角度検出装置２０が設けられている。この相対角度検出装置２０については後で詳述する。
また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述した相対角度検出装置２０の出力値、自動車の移動速度である車速Ｖを検出する車速センサ１７０の出力値が入力される。
【００１６】
以上のように構成されたステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを相対角度検出装置２０からの出力値に基づいて検出し、検出した操舵トルクＴに応じて制御装置１０が電動モータ１１０を駆動制御し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。つまり、ピニオンシャフト１０６は、ステアリングホイール１０１の回転によって発生する操舵トルクＴと電動モータ１１０から付与される補助トルクとで回転する。
【００１７】
次に、相対角度検出装置２０について詳述する。
図３は、図２におけるＸ部の拡大図である。図４は、相対角度検出装置２０の主要部品の概略構成図である。図５は、相対角度検出装置２０を、図２におけるＹ方向から見た図である。なお、図４においては、後述するブラケット６０は省略している。
【００１８】
相対角度検出装置２０は、同軸的に配置された２つの回転軸の一例としての、ハウジング１２０に回転可能に支持された下部連結シャフト１０８と、同じくハウジング１２０に回転可能に支持されたピニオンシャフト１０６との相対回転角度（トーションバー１４０の捩れ量）を検出する装置である。
相対角度検出装置２０は、下部連結シャフト１０８に取り付けられる磁石２１と、磁石２１が形成する磁界内に配置されたヨーク３０と、ヨーク３０に生じる磁束密度を検出する磁気センサ４０とを有している。
【００１９】
磁石２１は、円筒状であり、図４に示すように、下部連結シャフト１０８の周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されるとともに周方向に着磁されている。この磁石２１は、カラー２２を介して下部連結シャフト１０８に取り付けられている。つまり、磁石２１がカラー２２に固定されており、カラー２２が下部連結シャフト１０８に固定されている。そして、磁石２１は下部連結シャフト１０８とともに回転する。なお、磁石２１の下部連結シャフト１０８の軸方向の長さは、ヨーク３０の長さよりも長い。
【００２０】
ヨーク３０は、第１のヨーク３１と、第２のヨーク３２と、下部連結シャフト１０８の軸方向に第１のヨーク３１と第２のヨーク３２との間に設けられた、第３のヨーク３３とから構成されている。これら第１のヨーク３１、第２のヨーク３２および第３のヨーク３３は、ピニオンシャフト１０６に取り付けられる。
【００２１】
第１のヨーク３１は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第１の円環部３１ａと、この第１の円環部３１ａから下部連結シャフト１０８の軸方向に伸びるように形成された複数の第１の突起部３１ｂとを有している。
第１の突起部３１ｂは、磁石２１のＮ極およびＳ極と同数形成されている。つまり、磁石２１のＮ極およびＳ極がそれぞれ例えば１２個である場合には、第１の突起部３１ｂも１２個形成されている。そして、この第１の突起部３１ｂは、下部連結シャフト１０８の回転半径方向においては、図３，図５に示すように、磁石２１の外周面と対向するようにこの外周面よりもやや外側に配置されており、その第１の突起部３１ｂの磁石２１と対向する面は、下部連結シャフト１０８の回転軸に直交する方向に見ると長方形である。
【００２２】
第２のヨーク３２は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第２の円環部３２ａと、この第２の円環部３２ａから下部連結シャフト１０８の軸方向に伸びるように形成された複数の第２の突起部３２ｂとを有している。
第２の突起部３２ｂは、磁石２１のＮ極およびＳ極と同数形成されている。そして、この第２の突起部３２ｂは、下部連結シャフト１０８の回転半径方向においては、図３，図５に示すように、磁石２１の外周面と対向するようにこの外周面よりもやや外側に配置されており、その第２の突起部３２ｂの磁石２１と対向する面は、下部連結シャフト１０８の回転軸に直交する方向に見ると長方形である。
【００２３】
第３のヨーク３３は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第３の円環部３３ａと、この第３の円環部３３ａから下部連結シャフト１０８の軸方向に、第１のヨーク３１側へ伸びるように形成された複数の第３の突起部３３ｂと、第２のヨーク３２側へ伸びるように形成された複数の第４の突起部３４ｂとを有している。
第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、磁石２１のＮ極およびＳ極と同数形成されている。そして、この第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、下部連結シャフト１０８の回転半径方向においては、図３，図５に示すように、磁石２１の外周面と対向するようにこの外周面よりもやや外側に配置されており、その第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂの磁石２１と対向する面は、下部連結シャフト１０８の回転軸に直交する方向に見ると長方形である。
【００２４】
また、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂと第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂとは、下部連結シャフト１０８の周方向に交互に配置されている。第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂと第３のヨーク３３の第４の突起部３４ｂとは、下部連結シャフト１０８の周方向に交互に配置されている。
なお、本実施の形態に係る第３のヨーク３３においては、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、下部連結シャフト１０８の軸方向に一体的に連続して形成されている。
【００２５】
そして、本実施の形態に係る相対角度検出装置２０においては、トーションバー１４０に捩れが生じていない初期状態のときに、図５に示すように、下部連結シャフト１０８の周方向において、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＮ極とＳ極との境界線と第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。
【００２６】
第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂは、下部連結シャフト１０８の周方向には、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂと同じ位置となるように配置されている。つまり、トーションバー１４０に捩れが生じていない初期状態のときに、第１の突起部３１ｂが対向する磁石２１のＮ極とＳ極との境界線と、第２の突起部３２ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。すなわち、図５に示すように、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＮ極とＳ極との境界線と第２の突起部３２ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。そして、トーションバー１４０に操舵トルクＴが加わってトーションバー１４０に捩れが生じ、第１の突起部３１ｂが磁石２１のＮ極あるいはＳ極と対向する場合に、第２の突起部３２ｂは、第１の突起部３１ｂが対向する極性と同じ極性の磁極に対向する。
【００２７】
第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、初期状態のときに、下部連結シャフト１０８の周方向において、図５に示すように、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＳ極とＮ極との境界線と第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。そして、トーションバー１４０に操舵トルクＴが加わってトーションバー１４０に捩れが生じ、第１の突起部３１ｂが磁石２１のＮ極あるいはＳ極と対向する場合に、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、第１の突起部３１ｂが対向する磁極とは異なる極性の磁極に対向する。
【００２８】
また、本実施の形態に係るヨーク３０においては、図３に示すように、第１のヨーク３１、第２のヨーク３２および第３のヨーク３３は、インサートモールド成形により一体化されている。そして、インサートモールド成形する際にブラケット６０をも一体成形している。ブラケット６０は、ピニオンシャフト１０６の軸方向に伸びる薄肉円筒状の軸方向部位６１と、軸方向部位６１からピニオンシャフト１０６の回転半径方向に伸びる円板状の半径方向部位６２とを有する。そして、ブラケット６０の軸方向部位６１がピニオンシャフト１０６に圧入、溶接あるいはねじ止めされることにより、軸方向部位６１がピニオンシャフト１０６に固定されている。これにより、ヨーク３０は、ピニオンシャフト１０６に固定される。
【００２９】
第１の磁気センサ４１は、ハウジング１２０に固定されており、下部連結シャフト１０８の軸方向において、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間に配置されている。第１の磁気センサ４１は、制御装置１０から電源電圧が供給されることにより作動して、第１のヨーク３１と第３のヨーク３３との間の磁束密度を検出し、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力するセンサであり、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、ホール素子などを例示することができる。
【００３０】
また、第２の磁気センサ４２は、ハウジング１２０に固定されており、下部連結シャフト１０８の軸方向において、第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間に配置されている。第２の磁気センサ４２は、制御装置１０から電源電圧が供給されることにより作動して、第２のヨーク３２と第３のヨーク３３との間の磁束密度を検出し、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力するセンサであり、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、ホール素子などを例示することができる。
そして、第１の磁気センサ４１と第２の磁気センサ４２とは、例えば下部連結シャフト１０８の軸方向に同じ向きの磁界が生じている場合には、同じ符号の磁束密度を検出するように配置されている。
【００３１】
以上のように構成された相対角度検出装置２０においては、以下に示すように作用する。
図６は、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６とが相対変位する前の相対角度検出装置２０の状態を示す図である。図６（ａ）は、磁石２１とヨーク３０との関係を、図２におけるＹ方向に見た図である。図６（ｂ）は、磁石２１およびヨーク３０を、（ａ）におけるＺ方向に見た図である。
【００３２】
トーションバー１４０に捩れが生じていない初期状態のときは、図５、図６（ａ）に示すように、下部連結シャフト１０８の周方向において、ヨーク３０の全ての突起部である第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂの周方向の中心と、磁石２１のＮ極とＳ極との境界線とが一致する。かかる場合、第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂの各突起部には、磁石２１のＮ極とＳ極とから同数の磁力線が出入りする。そのため、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間、および第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａと第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａとの間には磁束密度差が生じないので、第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２の出力は零となる。
【００３３】
ステアリングホイールに操舵トルクＴが入力されてトーションバー１４０に捩れが生じると、磁石２１とヨーク３０との周方向の相対位置が変化する。
図７は、図５で見た場合に、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して時計回転方向に回転した状態を示す図である。図８は、図５で見た場合に、磁石２１がヨーク３０に対して反時計回転方向に回転した状態を示す図である。それぞれの図において、（ａ）は磁石２１とヨーク３０との関係を、図２におけるＹ方向から見た図である。（ｂ）は磁石２１およびヨーク３０を、（ａ）におけるＺ方向に見た図である。
また、図９は、磁石２１（下部連結シャフト１０８）とヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）との相対角度（トーションバー１４０の捩れ角θ）と第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２が検出する磁束密度との関係を示す図である。
【００３４】
図７および図８に示すように、トーションバー１４０が捩れると、下部連結シャフト１０８の周方向において、ヨーク３０の第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂの周方向の中心と、磁石２１のＮ極とＳ極との境界線とが一致しなくなる。つまり、初期状態に比べて、磁石２１のいずれかの磁極がヨーク３０の第１の突起部３１ｂ〜第４の突起部３４ｂと対向する領域が増加する。
【００３５】
より具体的には、図７の状態においては、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂおよび第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂは、磁石２１のＮ極と対向する領域が増加し、第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、磁石２１のＳ極と対向する領域が増加する。そのため、磁石２１のＮ極から第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂに向かう磁力線が、第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線よりも増加する。また、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線が、磁石２１のＮ極から第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂに向かう磁力線よりも増加する。これにより、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａから第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａへ向かう磁束密度が増加するとともに第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａから第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａへ向かう磁束密度が増加する。
【００３６】
そして、第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａから第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａへ向かう方向をプラスの方向とすると、初期状態から、図５で見た場合に、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して時計回転方向に回転するにしたがって、第１の磁気センサ４１が検出する磁束密度Ｂ１がプラスの方向へ大きくなる。他方、第２の磁気センサ４２が検出する磁束密度Ｂ２がマイナスの方向へ大きくなる。以下、図５で見た場合に、初期状態から、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して時計回転方向に回転するときに、「右方向」の操舵トルクＴが発生しているものとする。
【００３７】
また、図８の状態においては、第１のヨーク３１の第１の突起部３１ｂおよび第２のヨーク３２の第２の突起部３２ｂは、磁石２１のＳ極と対向する領域が増加し、第３のヨーク３３の第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂは、磁石２１のＮ極と対向する領域が増加する。そのため、第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線が、磁石２１のＮ極から第１の突起部３１ｂおよび第２の突起部３２ｂに向かう磁力線よりも増加する。また、磁石２１のＮ極から第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂに向かう磁力線が、第３の突起部３３ｂおよび第４の突起部３４ｂから磁石２１のＳ極に向かう磁力線よりも増加する。これにより、第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａから第１のヨーク３１の第１の円環部３１ａへ向かう磁束密度が増加するとともに第３のヨーク３３の第３の円環部３３ａから第２のヨーク３２の第２の円環部３２ａへ向かう磁束密度が増加する。それゆえ、初期状態から、図５で見た場合に、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して反時計回転方向に回転するにしたがって、第１の磁気センサ４１が検出する磁束密度Ｂ１がマイナスの方向へ大きくなる。他方、第２の磁気センサ４２が検出する磁束密度Ｂ２がプラスの方向へ大きくなる。以下、図５で見た場合に、初期状態から、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して反時計回転方向に回転するときに、「左方向」の操舵トルクＴが発生しているものとする。
【００３８】
図９においては、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６とを、両方向に磁極１個（α度）分相対的に回転させた場合の磁束密度の変化を示している。そして、トーションバー１４０が両方向に１／３×α度捩れることを許容する仕様にすることで、第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２は、トーションバー１４０の捩れ量（下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度）に比例する磁束密度の変化を検出することが可能となる。
【００３９】
第１の磁気センサ４１は、検出した磁束密度Ｂ１を、この磁束密度Ｂ１に応じた電圧値を示す第１の電圧信号Ｖ１ｓに変換して出力し、第２の磁気センサ４２は、検出した磁束密度Ｂ２を、この磁束密度Ｂ２に応じた電圧値を示す第２の電圧信号Ｖ２ｓに変換して出力する。トーションバー１４０の捩れ量（下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６の相対回転角度）とステアリングホイール１０１の操舵トルクＴとは比例関係にある。つまり、第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２は、操舵トルクＴに応じた電圧値を示す第１の電圧信号Ｖ１ｓおよび第２の電圧信号Ｖ２ｓを出力する。
【００４０】
図１０は、操舵トルクＴと、第１の電圧信号Ｖ１ｓおよび第２の電圧信号Ｖ２ｓとの関係を示す図である。
図１０においては、横軸に操舵トルクＴ、縦軸に第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２を示している。横軸は、操舵トルクＴが零の状態、言い換えれば、トーションバー１４０の捩れ量が零の状態を中点にし、右方向の操舵トルクＴをプラス、左方向の操舵トルクをマイナスとしている。
そして、本実施の形態に係る第１の磁気センサ４１および第２の磁気センサ４２は、図１０に示すように、第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓが示す第２の電圧Ｖ２が、最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏとの間で変化するように構成されている。なお、最大電圧ＶＨｉは、第１の磁気センサ４１,第２の磁気センサ４２が第１の電圧信号Ｖ１ｓ,第２の電圧信号Ｖ２ｓとして出力可能な出力上限値よりわずかに低く、最小電圧ＶＬｏは、出力可能な出力下限値よりわずかに高く設定される。これは、第１の磁気センサ４１,第２の磁気センサ４２の出力上限値や出力下限値の近傍では、第１の電圧信号Ｖ１ｓ,第２の電圧信号Ｖ２ｓとして出力する電圧が不安定になって操舵トルクＴの検出精度が低下するおそれがあるためである。
【００４１】
そして、図１０の実線で示すように、第１の磁気センサ４１が出力する第１の電圧信号Ｖ１ｓは、操舵トルクＴの右方向への大きさが増加（トーションバー１４０の右方向への回転量が増加）するのに伴って電圧が上昇する特性を有する。すなわち、ステアリングホイール１０１が右方向に回転すると第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１が上昇する。また、図１０の破線で示すように、第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２は、第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と同じ最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏの間で変化するとともに第１の電圧信号Ｖ１ｓと逆の特性（負の相関関係）を有し、操舵トルクＴの右方向への大きさが増加するのに伴って第２の電圧信号Ｖ２ｓが低下する特性を有する。すなわち、ステアリングホイール１０１が右方向に回転すると第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２が低下する。
【００４２】
そして、中点では第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２とが等しい電圧(以下、「中点電圧Ｖｃ」と称する場合がある)となるように構成されている。中点電圧Ｖｃは、例えば、最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏの中間の電圧（Ｖｃ＝（ＶＨｉ＋ＶＬｏ）／２)となる。
さらに、操舵トルクＴの変化に対する第１の電圧信号Ｖ１ｓの変化の割合と第２の電圧信号Ｖ２ｓの変化の割合(絶対値)は等しく、同じ操舵トルクＴを示す第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２を合計した合計電圧Ｖｔ(以下、単に「合計電圧Ｖｔ」と称する場合がある)が常に予め定められた所定電圧となる特性を有する。本実施の形態において、合計電圧Ｖｔは、一定電圧（ＶＨｉ＋ＶＬｏ）となるように構成されており、「ＶＨｉ＋ＶＬｏ」が所定電圧となる。
【００４３】
例えば、第１の磁気センサ４１，第２の磁気センサ４２が、０〜５〔Ｖ〕の間の電圧値を第１の電圧信号Ｖ１ｓ,第２の電圧信号Ｖ２ｓとして出力可能な性能を有する場合、すなわち、出力下限値が０〔Ｖ〕で出力上限値が５〔Ｖ〕の場合に、第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２の最大電圧ＶＨｉを４．５〔Ｖ〕、最小電圧ＶＬｏを０．５〔Ｖ〕に設定すると、中点電圧Ｖｃは２．５〔Ｖ〕、所定電圧は５〔Ｖ〕になる。
したがって、操舵トルクＴが零の中点では、第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１および第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２は共に２．５〔Ｖ〕となり、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２との合計電圧Ｖｔは常に５〔Ｖ〕となる。そして、操舵トルクＴが右方向に増加すると、第１の電圧Ｖ１は２．５〔Ｖ〕から上昇し、第２の電圧Ｖ２は２．５〔Ｖ〕から低下する。他方、操舵トルクＴが左方向に増加すると、第１の電圧Ｖ１は２．５〔Ｖ〕から低下し、第２の電圧Ｖ２は２．５〔Ｖ〕から上昇する。
【００４４】
次に、制御装置１０について説明する。
制御装置１０は、電動モータ１１０の制御を行う際の演算処理を行うＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１にて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１の作業用メモリ等として用いられるＲＡＭ１３と、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable & Programmable Read Only Memory)１４と、を備えている。
制御装置１０には、上述した相対角度検出装置２０からの出力値、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖが出力信号に変換された車速信号ｖなどが入力される。
【００４５】
図１１は、ステアリング装置１００の制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、相対角度検出装置２０から入力される信号に基づいて操舵トルクＴを検出するトルク検出部２１０と、トルク検出部２１０にて検出された操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流を算出する目標電流算出部２２０と、を備えている。目標電流算出部２２０は、後述する第１の目標電流決定部２２５を有している。
また、制御装置１０は、トルク検出部２１０が操舵トルクＴを検出するのに用いる中立補正値ΔＶを設定する中立補正値設定部２５０を備えている。中立補正値設定部２５０は、後述するように電動モータ１１０の実際の回転速度と目標の回転速度との偏差が零になるように電動モータ１１０に供給する目標電流を算出する第２の目標電流決定部２５４を有している。
【００４６】
また、制御装置１０は、第１の目標電流決定部２２５あるいは第２の目標電流決定部２５４が決定した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部２３０と、制御部２３０への入力を第１の目標電流決定部２２５からの出力値と第２の目標電流決定部２５４からの出力値とで切り替える切替部２７０と、を有している。また、制御装置１０は、電動モータ１１０の回転角度（以下、「モータ角度θ」と称する場合もある。）を算出するモータ角度算出部３６と、モータ角度算出部３６で算出されたモータ角度θに基づいて実際の電動モータ１１０の回転速度（以下、「実回転速度Ｎｍａ」と称する場合もある。）を算出するモータ回転速度算出部３７と、を有している。
【００４７】
先ずは、目標電流算出部２２０について詳述する。
図１２は、目標電流算出部２２０の概略構成図である。
目標電流算出部２２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部２２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２２３とを備えている。また、目標電流算出部２２０は、ベース電流算出部２２１、イナーシャ補償電流算出部２２２、ダンパー補償電流算出部２２３などからの出力に基づいて目標電流を決定する第１の目標電流決定部２２５を備えている。さらに、目標電流算出部２２０は、トルク信号Ｔｄの位相補償を行う位相補償部２２６を備えている。
【００４８】
なお、目標電流算出部２２０には、トルク信号Ｔｄと、車速信号ｖと、モータ回転速度算出部３７からの回転速度信号Ｎｍｓとが入力される。制御装置１０には、車速センサ１７０などからの信号がアナログ信号として入力されるので、図示しないＡ／Ｄ変換部によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、目標電流算出部２２０に取り込んでいる。
【００４９】
ベース電流算出部２２１は、位相補償部２２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流を算出し、このベース電流の情報を含むベース電流信号Ｉｍｂを出力する。なお、ベース電流算出部２２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖとベース電流との対応を示すマップに、検出されたトルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖを代入することによりベース電流を算出する。
【００５０】
イナーシャ補償電流算出部２２２は、トルク信号Ｔｄと車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流を算出し、この電流の情報を含むイナーシャ補償電流信号Ｉｓを出力する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖとイナーシャ補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖを代入することによりイナーシャ補償電流を算出する。
【００５１】
ダンパー補償電流算出部２２３は、トルク信号Ｔｄと、車速信号ｖと、モータ角速度ωとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流を算出し、この電流の情報を含むダンパー補償電流信号Ｉｄを出力する。なお、ダンパー補償電流算出部２２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖおよびモータ角速度ωと、ダンパー補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｄと車速信号ｖとモータ角速度ωとを代入することによりダンパー補償電流を算出する。
【００５２】
第１の目標電流決定部２２５は、ベース電流算出部２２１から出力されたベース電流信号Ｉｍｂ、イナーシャ補償電流算出部２２２から出力されたイナーシャ補償電流信号Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２２３から出力されたダンパー補償電流信号Ｉｄに基づいて最終的な目標電流を決定し、この電流の情報を含む目標電流信号ＩＴ１を出力する。第１の目標電流決定部２２５は、例えば、ベース電流に、イナーシャ補償電流を加算するとともにダンパー補償電流を減算して得た補償電流を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、補償電流と最終的な目標電流との対応を示すマップに代入することにより最終的な目標電流を算出する。
【００５３】
次に、制御部２３０について詳述する。
図１３は、制御部２３０の概略構成図である。
制御部２３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部２３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部２３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部２３３とを有している。
モータ駆動制御部２３１は、第１の目標電流決定部２２５にて決定された目標電流又は第２の目標電流決定部２５４にて決定された目標電流と、モータ電流検出部２３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部２４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部２６０とを有している。
【００５４】
フィードバック制御部２４０は、目標電流算出部２２０にて最終的に決定された目標電流とモータ電流検出部２３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差を求める偏差演算部２４１と、その偏差が零となるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部２４２とを有している。
偏差演算部２４１は、目標電流算出部２２０からの出力値である目標電流信号ＩＴとモータ電流検出部２３３からの出力値であるモータ電流信号Ｉｍｓとの偏差の値を偏差信号２４１ａとして出力する。
【００５５】
フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部２４２は、目標電流と実電流Ｉｍとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、入力された偏差信号２４１ａに対して、比例要素で比例処理した信号を出力し、積分要素で積分処理した信号を出力し、加算演算部でこれらの信号を加算してフィードバック処理信号２４２ａを生成・出力する。
ＰＷＭ信号生成部２６０は、フィードバック制御部２４０からの出力値に基づいてＰＷＭ信号２６０ａを生成し、生成したＰＷＭ信号２６０ａを出力する。
【００５６】
モータ駆動部２３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部２３３は、モータ駆動部２３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出して、検出した実電流Ｉｍをモータ電流信号Ｉｍｓに変換して出力する。
【００５７】
モータ角度算出部３６は、電動モータ１１０に設けられたレゾルバの出力信号に基づいてモータ角度θを算出する。このモータ角度θは、電動モータ１１０のＵ相電機子巻線の位置を基準とするロータ（界磁）の角度である。モータ回転速度算出部３７は、モータ角度算出部３６で算出されたモータ角度θに基づいて実回転速度Ｎｍａを算出し、算出した実回転速度Ｎｍａを回転速度信号Ｎｍｓに変換して出力する。これらモータ角度θおよび実回転速度Ｎｍａの符号は、以下のように定められる。つまり、前輪１５０側から受ける力を零として、ユーザがステアリングホイール１０１を操舵トルクＴの符号がプラスとなるように回転させたときに電動モータ１１０が回転する方向をモータ角度θおよび実回転速度Ｎｍａのプラス方向とする。
【００５８】
次に、トルク検出部２１０について説明する。
以上のように構成された電動パワーステアリング装置１００においては、相対角度検出装置２０（磁気センサ４０）の中立点（零点）が正規状態（操舵トルクＴが零であるときの磁気センサ４０からの出力値が中点電圧Ｖｃ（２.５Ｖ）となる状態）からずれている場合には、操舵フィーリングが悪くなるおそれがある。これは、ステアリングホイール１０１を操作して左右方向に同じ操舵トルクＴを加えても、電動パワーステアリング装置１００の操舵補助力は一方が大きく、他方が小さくなって操舵補助力にアンバランスが生じてしまうからである。
【００５９】
相対角度検出装置２０の中立点（零点）が正規状態である場合、左右同じ大きさの操舵トルクＴに対して相対角度検出装置２０の中点電圧Ｖｃからの偏差（絶対値）は等しくなり、電動モータ１１０による操舵補助力は左右方向共に等しく、バランスされる。これに対して、相対角度検出装置２０の中立点（零点）が正規状態からずれている場合には、操舵トルクＴが零であるときであっても、相対角度検出装置２０の出力値が中点電圧Ｖｃとは異なる値となり、その出力値に応じた操舵トルクＴが作用しているものとして電動モータ１１０により操舵補助力が与えられてしまう。そして、例えば、相対角度検出装置２０の出力値が中点電圧Ｖｃとなるのが右方向にＴａずれた操舵トルクである場合、右方向の操舵トルクＴが零からＴａの範囲においては、ステアリングホイール１０１を右方向に操作しても電動モータ１１０により左方向の操舵補助力が作用してしまう。
【００６０】
かかる事項に鑑み、本実施の形態に係るトルク検出部２１０は以下のように構成されている。
トルク検出部２１０は、相対角度検出装置２０から入力される信号に基づいて操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する出力部２１１と、中立補正値ΔＶを記憶する中立補正値記憶部２１２と、を備えている。
中立補正値ΔＶは、以下のようにして中立補正値設定部２５０により設定される値である。中立補正値設定部２５０にて設定される前は、初期値として零に設定される値である。中立補正値記憶部２１２は、ＥＥＰＲＯＭ１４の領域の一部にて構成されており、第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１と、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２とが書き込まれている。
【００６１】
出力部２１１は、磁気センサ４０の第１の磁気センサ４１が正常である場合には、第１の磁気センサ４１からの第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１と、中立補正値記憶部２１２に記憶された中立補正値ΔＶ１とに基づいて操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する。
第１の電圧Ｖ１と中立補正値ΔＶ１とに基づいて操舵トルクＴを算出する手法としては以下を例示することができる。すなわち、先ず、第１の電圧Ｖ１に中立補正値ΔＶ１を加算することにより得た補正後電圧Ｖ１ｆと、操舵トルクＴとの関係を示すマップをＲＯＭ１２に記憶しておき、トルク検出部２１０は、このマップに、補正後電圧Ｖ１ｆを代入することにより操舵トルクＴを算出する。又は、補正後電圧Ｖ１ｆと操舵トルクＴとの関係を示す関数、あるいは、第１の電圧Ｖ１および中立補正値ΔＶ１と操舵トルクＴとの関係を示す関数を組み込んでおき、トルク検出部２１０は、この関数に第１の電圧Ｖ１および中立補正値ΔＶ１を代入して操舵トルクＴを算出してもよい。
なお、出力部２１１は、磁気センサ４０の第１の磁気センサ４１に異常が生じ、第２の磁気センサ４２のみが正常である場合には、非常用として、第２の磁気センサ４２からの第２の電圧信号Ｖ２ｓの第２の電圧Ｖ２と、中立補正値記憶部２１２に記憶された中立補正値ΔＶ２とに基づいて操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する。
【００６２】
次に、中立補正値ΔＶの設定について説明する。
電動パワーステアリング装置１００においては、この電動パワーステアリング装置１００を構成する部品の製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に生じる摩擦などにより、製品毎に相対角度検出装置２０の中立点（零点）が異なる場合がある。
そこで、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００においては、制御装置１０が中立補正値設定部２５０を備え、電動パワーステアリング装置１００を組み立てた後、あるいは電動パワーステアリング装置１００を乗り物に組み付けた後に中立補正値ΔＶを算出し、トルク検出部２１０の中立補正値記憶部２１２に書き込み可能に構成した。
中立補正値設定部２５０が中立補正値ΔＶを算出する方法は以下の通りである。
電動モータ１１０を右方向に所定の回転速度で回転させたときの磁気センサ４０の出力値と、左方向に所定の回転速度で回転させたときの磁気センサ４０の出力値とに基づいてこれらの出力値の中間の電圧値Ｖｍを算出する。そして、中点電圧Ｖｃからこの中間の電圧値Ｖｍを減算することで中立補正値ΔＶを算出する（ΔＶ＝Ｖｃ−Ｖｍ）。
【００６３】
次に、この中立補正値設定部２５０について詳述する。
図１４は、中立補正値設定部２５０の概略構成図である。
中立補正値設定部２５０は、外部機器３００から特定信号を受信するとともに特定信号の受信をトリガーとして後述する中立補正値設定処理を行う中立補正値算出部２５１と、電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔを設定する目標モータ回転速度設定部２５２と、を備えている。また、中立補正値設定部２５０は、目標モータ回転速度設定部２５２にて設定された目標回転速度Ｎｍｔと電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａとの偏差を算出する偏差算出部２５３と、偏差算出部２５３が算出した偏差に基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流を算出する第２の目標電流決定部２５４と、を備えている。
なお、外部機器３００としては、電動パワーステアリング装置１００の組み立て工場、電動パワーステアリング装置１００を搭載する乗り物の生産工場あるいはサービス工場に設置されて、上記中立補正値設定処理を実行させる特定信号を送信できる装置であればよい。
【００６４】
目標モータ回転速度設定部２５２は、中立補正値算出部２５１から出力されたコマンドに基づいて電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔを決定し、この目標回転速度Ｎｍｔの情報を含む目標回転速度信号Ｎｍｔｓを出力する。
偏差算出部２５３は、目標モータ回転速度設定部２５２にて設定された目標回転速度Ｎｍｔから、モータ回転速度算出部３７にて算出された電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａを減算することで、目標回転速度Ｎｍｔと実回転速度Ｎｍａとの偏差を算出する。
【００６５】
第２の目標電流決定部２５４は、偏差算出部２５３が算出した偏差に基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流を決定し、この電流の情報を含む目標電流信号ＩＴ２を出力する。第２の目標電流決定部２５４は、目標回転速度Ｎｍｔと実回転速度Ｎｍａとの差が零となるように電動モータ１１０に供給する目標電流を決定する。より具体的には、第２の目標電流決定部２５４は、偏差算出部２５３が算出した偏差を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭ１２に記憶しておいた、モータ回転速度の偏差と目標電流との対応を示すマップに代入することにより目標電流を算出し、この目標電流を電動モータ１１０に供給する目標電流として決定する。
【００６６】
次に、フローチャートを用いて、中立補正値算出部２５１が行う中立補正値設定処理の手順について説明する。
図１５は、中立補正値算出部２５１が行う中立補正値設定処理の手順を示すフローチャートである。中立補正値算出部２５１は、制御装置１０に備えられたインターフェイスを介して外部機器３００からコマンドを取得した場合に、この中立補正値設定処理を実行する。以下では、磁気センサ４０の第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１を設定する場合を例示して説明する。
【００６７】
先ず、中立補正値算出部２５１は、電動パワーステアリング装置１００が中立状態であるか否かを判別する（ステップ（以下、単に、「Ｓ」と記す。）１５０１）。これは、ステアリングホイール１０１や前輪１５０から負荷が掛かっているか否かを判別する処理であり、磁気センサ４０からの出力値に係る電圧が、ＲＯＭ１２に予め記憶されている中点電圧Ｖｃを中心とする所定範囲内であるか否かを判別し、所定範囲内であれば中立状態であると判定し、所定範囲外であれば中立状態ではないと判定する。そして、中立状態であれば（Ｓ１５０１でＹｅｓ）、制御部２３０への入力を第２の目標電流決定部２５４からの出力値とするように切替部２７０を切り替える（Ｓ１５０２）。
【００６８】
その後、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒとするためのコマンドを送る（Ｓ１５０３）。
そして、電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域であるか否かを判別する（Ｓ１５０４）。この所定の右方向の回転速度領域は、右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒ−５（ｒｐｍ）以上、右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒ＋５（ｒｐｍ）以下であることを例示することができる。
【００６９】
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０４でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０４にて最初に肯定判定されてから）、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、右方向の平均電圧Ｖ１ｒを算出する（Ｓ１５０５）。
【００７０】
その後、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０４にて最初に肯定判定されてから）、予め定められた規定時間が経過したか否かを判別する（Ｓ１５０６）。そして、規定時間が経過していない場合（Ｓ１５０６でＮｏ）、Ｓ１５０３以降の処理を行う。
また、実回転速度Ｎｍａが所定の回転速度領域ではない場合（Ｓ１５０４でＮｏ）、Ｓ１５０３以降の処理を行う。
【００７１】
規定時間が経過した場合（Ｓ１５０６でＹｅｓ）、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌとするためのコマンドを送る（Ｓ１５０７）。
そして、電動モータ１１０の実際の回転速度である実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域であるか否かを判別する（Ｓ１５０８）。この所定の左方向の回転速度領域は、左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌ−５（ｒｐｍ）以上、左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌ＋５（ｒｐｍ）以下であることを例示することができる。
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０８でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０８にて最初に肯定判定されてから）、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、左方向の平均電圧Ｖ１ｌを算出する（Ｓ１５０９）。
【００７２】
その後、今回の中立補正値設定処理において最初に実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域内となってから（Ｓ１５０８にて最初に肯定判定されてから）、予め定められた規定時間が経過したか否かを判別する（Ｓ１５１０）。そして、規定時間が経過していない場合（Ｓ１５１０でＮｏ）、Ｓ１５０７以降の処理を行う。
また、実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域ではない場合（Ｓ１５０８でＮｏ）、Ｓ１５０７以降の処理を行う。
【００７３】
その後、Ｓ１５０５にて算出した右方向の平均電圧Ｖ１ｒとＳ１５０９にて算出した左方向の平均電圧Ｖ１ｌとの中間の電圧値（中立電圧値）Ｖｍ１（＝（Ｖ１ｒ＋Ｖ１ｌ）／２）を算出する（Ｓ１５１１）。
そして、その後、第１の磁気センサ４１の中点電圧ＶｃからＳ１５１１にて算出した中間の電圧値Ｖｍ１を減算することにより中立補正値ΔＶ１（＝Ｖｃ−Ｖｍ１）を算出する（Ｓ１５１２）。
その後、Ｓ１５１２にて算出した中立補正値ΔＶ１を、新たな中立補正値ΔＶ１としてトルク検出部２１０の中立補正値記憶部２１２に書き込む（Ｓ１５１３）。
その後、制御部２３０への入力を第１の目標電流決定部２２５からの出力値とするように切替部２７０を切り替える（Ｓ１５１４）。
【００７４】
図１６は、中立補正値設定処理により中立補正値ΔＶ１が設定される過程を示す図である。
Ｓ１５０３にて、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を右方向の目標回転速度Ｎｍｔｒとするためのコマンドが送られると、目標モータ回転速度設定部２５２が図１６（ａ）に示すように電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔｒを決定する。そして、第２の目標電流決定部２５４が、偏差算出部２５３が算出する目標回転速度Ｎｍｔｒと実回転速度Ｎｍａとの差が零となるように電動モータ１１０に供給する目標電流を決定する。その結果、電動モータ１１０の実回転速度Ｎｍａが図１６（ｂ）に示すように変化する。
【００７５】
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０４でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、右方向の平均電圧Ｖ１ｒを算出する（Ｓ１５０５）。この処理を、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってから規定時間が経過するまで行う。その結果、Ｓ１５０５にて算出した右方向の平均電圧Ｖ１ｒが、例えば図１６（ｃ）に示すように２．４〔Ｖ〕である。
なお、電動モータ１１０が右方向に回転すると、この電動モータ１１０の回転駆動力により、図５で見た場合に、ピニオンシャフト１０６（ヨーク３０）が下部連結シャフト１０８（磁石２１）に対して時計回転方向に回転する。そのため、磁石２１（下部連結シャフト１０８）がヨーク３０（ピニオンシャフト１０６）に対して反時計回転方向に回転し、第１の磁気センサ４１からの第１の電圧信号Ｖ１ｓの第１の電圧Ｖ１は中点電圧Ｖｃよりも低くなる。
【００７６】
規定時間が経過した後（Ｓ１５０６でＹｅｓ）、Ｓ１５０７にて、目標モータ回転速度設定部２５２に対して、電動モータ１１０の回転速度を左方向の目標回転速度Ｎｍｔｌとするためのコマンドが送られると、目標モータ回転速度設定部２５２が図１６（ａ）に示すように電動モータ１１０の目標回転速度Ｎｍｔｌを決定する。そして、第２の目標電流決定部２５４が、偏差算出部２５３が算出する目標回転速度Ｎｍｔｌと実回転速度Ｎｍａとの差が零となるように電動モータ１１０に供給する目標電流を決定する。その結果、電動モータ１１０の実回転速度Ｎｍａが図１６（ｂ）に示すように変化する。
【００７７】
そして、実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域である場合（Ｓ１５０８でＹｅｓ）、第１の磁気センサ４１の第１の電圧信号Ｖ１ｓを読み込み、これまで取得した第１の電圧信号Ｖ１ｓが示す第１の電圧Ｖ１を平均化し、左方向の平均電圧Ｖ１ｌを算出する（Ｓ１５０５）。この処理を、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の左方向の回転速度領域内となってから規定時間が経過するまで行う。その結果、Ｓ１５０９にて算出した左方向の平均電圧Ｖ１ｌが、例えば図１６（ｃ）に示すように２．７〔Ｖ〕である。
【００７８】
その後、Ｓ１５０５にて算出した右方向の平均電圧Ｖ１ｒ＝２．４〔Ｖ〕とＳ１５０９にて算出した左方向の平均電圧Ｖ１ｌ＝２．７〔Ｖ〕との中間の電圧値Ｖｍ１を、Ｖｍ１＝（２．４＋２．７）／２＝２．５５〔Ｖ〕と算出する（Ｓ１５１１）。
その後、第１の磁気センサ４１の中点電圧Ｖｃ＝２．５〔Ｖ〕からＳ１５１１にて算出した中間の電圧値Ｖｍ１＝２．５５〔Ｖ〕を減算することにより中立補正値ΔＶ１を、ΔＶ１＝２．５−２．５５＝−０．０５〔Ｖ〕と算出する（Ｓ１５１２）。
その後、Ｓ１５１２にて算出した中立補正値ΔＶ１＝−０．０５〔Ｖ〕を、新たな中立補正値ΔＶ１としてトルク検出部２１０の中立補正値記憶部２１２に書き込む（Ｓ１５１３）。
【００７９】
中立補正値設定部２５０が上述したように構成されることで、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００においては、この電動パワーステアリング装置１００を構成する部品の製造ばらつき、部品締結のばらつきあるいは部品間に摩擦が生じたとしても、操舵トルクＴが零であるときの中立点を導き出すことができるので、操舵フィーリングを向上させることができる。また、トルク計などの計測器を用いることなく、操舵トルクＴが真に零であるときの中立点を導き出すことができるので、操舵フィーリングの向上を簡易な構成で実現できる。
【００８０】
なお、上述した中立補正値設定処理においては、第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１を設定する場合を例示して説明したが、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を設定する処理も上記と同様であり、第１の磁気センサ４１の中立補正値ΔＶ１を設定するための中立補正値設定処理が終了したら、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を設定するための中立補正値設定処理を連続して実行すればよい。あるいは、上記中立補正値設定処理の実行開始後、Ｓ１５１３にて中立補正値ΔＶ１を書き込んだ後、Ｓ１５１４の処理を行う前に、第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を設定するためにＳ１５０３以降の処理を再度行いＳ１５１３にて第２の磁気センサ４２の中立補正値ΔＶ２を書き込んだ後、Ｓ１５１４の処理を行って中立補正値設定処理を終了してもよい。
【００８１】
また、上述した中立補正値設定処理においては、Ｓ１５０６およびＳ１５１０にて、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の回転速度領域内となってから規定時間が経過したか否かを判別し、Ｓ１５０５およびＳ１５０９においては、規定時間内に読み込んだセンサ信号に基づいた平均電圧を算出しているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、Ｓ１５０６およびＳ１５１０にて、Ｓ１５０５およびＳ１５０９において読み込んだセンサ信号が予め定められた規定回数に到達したか否かを判別してもよい。つまり、センサ信号に基づいた電圧の規定回数分の平均電圧を、右方向の平均電圧Ｖ１ｒ、左方向の平均電圧Ｖ１ｌとする。また、その規定回数は、連続して実回転速度Ｎｍａが所定の回転速度領域内である場合（最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってからＳ１５０４あるいはＳ１５０８で否定判定されない場合）の回数であるとよい。また、規定回数は、必ずしも連続していることを必要とせず、最初に実回転速度Ｎｍａが所定の右方向の回転速度領域内となってからＳ１５０４あるいはＳ１５０８で肯定判定された回数であってもよい。
【００８２】
また、磁気センサ４０自体がＥＥＰＲＯＭを有するとともにそのＥＥＰＲＯＭに記憶された中立補正値ΔＶを加味して出力し、トルク検出部２１０が磁気センサ４０からの出力値に応じた操舵トルクＴを算出し、算出した操舵トルクＴを電気信号に変換したトルク信号Ｔｄを目標電流算出部２２０へ出力する構成である場合には、中立補正値算出部２５１が算出した中立補正値ΔＶを、磁気センサ４０のＥＥＰＲＯＭに書き込むことができる構成とするとよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…制御装置、２０…トルク検出装置、２１…磁石、３０…ヨーク、４０…磁気センサ、４１…第１の磁気センサ、４２…第２の磁気センサ、１００…電動パワーステアリング装置、１０１…ステアリングホイール（ハンドル）、１１０…電動モータ、２１０…トルク検出部、２２０…目標電流算出部、２３０…制御部、２５０…中立補正値設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、
前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、
前記相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
前記補正値を設定する補正値設定手段と、
を備え、
前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記補正値設定手段は、前記相対角度検出手段が出力する電気信号の最大値と最小値との中間の値である基準値と、前記右側出力値と前記左側出力値との中間の値である中間出力値との差に基づいて前記補正値を設定す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。
【請求項３】
前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流を決定する第１の目標電流決定手段と、
前記電動モータの回転速度が前記所定回転速度となるように前記電動モータに供給する目標電流を決定する第２の目標電流決定手段と、
前記第１の目標電流決定手段が決定した目標電流又は前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する供給手段と、
をさらに備え、
前記補正値設定手段は、前記供給手段が前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する場合の前記相対角度検出手段からの出力値に基づいて前記補正値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度を検出する検出部と、当該検出部の検出値を補正するための補正値を記憶する補正値記憶部とを有し、当該検出値を当該補正値にて補正した後の値に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、
前記補正値を設定する補正値設定手段と、
前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、
を備え、
前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、当該２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、当該相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、当該補正値を設定する補正値設定手段と、を備える電動パワーステアリング装置における当該補正値を設定する設定方法であって、
前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値を取得する工程と、
前記電動モータが左方向に前記所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である左側出力値を取得する工程と、
前記右側出力値と前記左側出力値とに基づいて前記補正値を算出する工程と、
前記補正値を算出する工程にて算出した当該補正値を前記記憶領域に記憶する工程と、
を含むことを特徴とする設定方法。
【請求項１】
同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、
前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、
前記相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
前記補正値を設定する補正値設定手段と、
を備え、
前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記補正値設定手段は、前記相対角度検出手段が出力する電気信号の最大値と最小値との中間の値である基準値と、前記右側出力値と前記左側出力値との中間の値である中間出力値との差に基づいて前記補正値を設定す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。
【請求項３】
前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流を決定する第１の目標電流決定手段と、
前記電動モータの回転速度が前記所定回転速度となるように前記電動モータに供給する目標電流を決定する第２の目標電流決定手段と、
前記第１の目標電流決定手段が決定した目標電流又は前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する供給手段と、
をさらに備え、
前記補正値設定手段は、前記供給手段が前記第２の目標電流決定手段が決定した目標電流を前記電動モータに供給する場合の前記相対角度検出手段からの出力値に基づいて前記補正値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度を検出する検出部と、当該検出部の検出値を補正するための補正値を記憶する補正値記憶部とを有し、当該検出値を当該補正値にて補正した後の値に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、
前記補正値を設定する補正値設定手段と、
前記２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、
を備え、
前記補正値設定手段は、前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値と、当該電動モータが左方向に当該所定回転速度で回転したときの当該相対角度検出手段からの出力値である左側出力値とに基づいて前記補正値を設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
同軸的に配置された２つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度検出手段と、当該２つの回転軸のいずれか一方の回転軸に駆動力を付与する電動モータと、当該相対角度検出手段からの出力値と記憶領域に記憶された補正値とに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出手段と、当該補正値を設定する補正値設定手段と、を備える電動パワーステアリング装置における当該補正値を設定する設定方法であって、
前記電動モータが右方向に予め定められた所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である右側出力値を取得する工程と、
前記電動モータが左方向に前記所定回転速度で回転したときの前記相対角度検出手段からの出力値である左側出力値を取得する工程と、
前記右側出力値と前記左側出力値とに基づいて前記補正値を算出する工程と、
前記補正値を算出する工程にて算出した当該補正値を前記記憶領域に記憶する工程と、
を含むことを特徴とする設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２１０９００（Ｐ２０１２−２１０９００Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８４２０（Ｐ２０１１−７８４２０）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
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