JP2001180509A - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝達比可変機構とその制御装置との間はスパ
イラルケーブルで配線しており、伝達比可変機構を拘束
するロック装置を搭載すると、ロック装置の動作制御を
行うための配線が必要となり、配線本数が増加する。 【解決手段】 伝達比可変機構の駆動モータの作動角を
検出する作動角センサと、ロック装置駆動用の駆動コイ
ルとを電源制御回路に対し並列接続する。ロック中、ロ
ックアームがロック解除位置まで傾動しない程度に、電
源制御回路によって供給電圧をデューティ制御すること
で、ロック中に作動角センサによる検出動作を可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵ハンドルの操
舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達
比可変機構を備えた車両用操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角
との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車
両用操舵制御装置の一例が、例えば特開平１１−１１７
６号に開示されている。この操舵制御装置は、伝達比を
変化させる際の駆動源となる駆動モータ、この駆動モー
タの回転位置を検出する検出センサ、伝達比可変機構の
故障時に駆動モータをロックするロック装置などの各機
器を伝達比可変機構の機構本体部に搭載している。そし
て、この機構本体部が車体に対して可動部となるため、
各機器を搭載した機構本体部と、各機器の動作制御を行
う制御部との間の電気的接続には、スパイラルケーブル
が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】各機器と制御部との間
にそれぞれ個別に電気配線を設けており、機構本体部に
搭載された各機器の動作制御を制御部においてそれぞれ
個別に行っている。しかし、前述したように機構本体部
と制御部との間の電気配線にスパイラルケーブルが用い
られているため、ケーブルの搭載スペースを抑える観点
から、配線本数は少ない方が望ましい。

【０００４】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、機構本体部と制御部との
間の配線本数を抑え、かつ、各機器を個別に動作制御し
得る車両用操舵制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１にかかる
車両用操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪
の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を
備えた車両用操舵制御装置であって、伝達比可変機構を
駆動する駆動モータと、駆動モータの回転位置を検出す
る検出手段と、検出手段と同一の電源配線系に接続され
ると共に、この電源配線系を介して供給される電源の供
給状態に応じて、駆動モータの相対回転を拘束するロッ
ク状態とロック解除状態とに変化するロック手段と、ロ
ック状態及びロック解除状態の双方とも、検出手段によ
る検出動作が可能なように、電源配線を介した検出手段
及びロック手段に対する電源の供給状態を制御する電源
制御手段とを備えて構成する。

【０００６】検出手段とロック手段とを同一の電源配線
系に接続して構成することで、検出手段及びロック手段
と電源制御手段との間の電気配線本数が抑えられる。ま
た、ロック手段がロック状態とロック解除状態のいずれ
の状態でも、検出手段による検出動作が可能なように、
電源制御手段によって電源の供給状態を制御すること
で、ロック手段をロック状態とするような制御を行った
後も、駆動モータの回転位置が検出可能となる。

【０００７】請求項２にかかる車両用操舵制御装置は、
請求項１における車両用操舵制御装置において、電源の
供給状態が変化した後から駆動モータのロック状態が実
際に解除されるまでに要するロック手段の応答時間が、
電源の供給状態が変化した後から駆動モータの回転位置
が検出されるまでに要する検出手段の応答時間に比べて
大である。

【０００８】これにより、ロック手段の作用により駆動
モータがロック中であっても、実際にロックが解除され
ることなく、検出手段によって駆動モータの回転位置を
検出することができる。

【０００９】請求項３にかかる車両用操舵制御装置は、
請求項１又は２における車両用操舵制御装置において、
電源制御手段は、ロック手段をロック状態とするように
電源の供給状態を変化させた後に、電源の供給状態が変
化した後から駆動モータの拘束が実際に解除されるまで
に要するロック手段の応答時間よりも短く、かつ、電源
の供給状態が変化した後から駆動モータの回転位置が検
出されるまでに要する検出手段の応答時間よりも長い供
給時間となるように、電源を断続的に供給する。

【００１０】例えば、ロック手段のロック機構を凹凸の
噛み合いによって形成した場合などには、ロック手段を
ロック状態に制御した後も、噛み合い位置が一致するま
では駆動モータの相対回転が可能な場合も起こり得る。
そこで、このように電源制御手段によって、ロック手段
をロック状態に制御した後に、電源を断続的に供給する
ことで、ロック状態中も、検出手段によって駆動モータ
の回転位置を検出することができ、これにより、ロック
動作後も変位し得る駆動モータの回転位置を常時検出す
ることも可能となる。

【００１１】請求項４にかかる車両用操舵制御装置は、
請求項１における車両用操舵制御装置において、ロック
手段は、供給される電源電圧が所定レベルよりも高い場
合にロック状態からロック解除状態に変化し、検出手段
は、ロック手段のロック状態を維持し得る電源電圧にお
いて検出動作を行い得る。

【００１２】これにより、ロック解除状態における通常
制御時に、検出手段によって駆動モータの回転位置を検
出することができると共に、ロック状態に変化した後に
も、ロック手段のロック状態を維持しつつ、検出手段に
よって駆動モータの回転位置を検出することができる。

【００１３】請求項５にかかる車両用操舵制御装置は、
請求項１又は４における車両用操舵制御装置において、
電源制御手段は、ロック手段をロック解除状態からロッ
ク状態に変化させる際、検出手段の検出動作が可能な程
度に、供給する電源電圧を低下させる。

【００１４】ロック手段をロック状態に変化させる際
に、このように電源制御手段によって検出手段の検出動
作が可能な程度に、供給する電源電圧を低下させること
で、ロック状態中も、検出手段によって駆動モータの回
転位置を検出することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態につき、添
付図面を参照して説明する。

【００１６】図１に操舵系に設けられた操舵装置の全体
的な構成を示す。

【００１７】入力軸２０と出力軸４０とは伝達比可変機
構１００を介して連結されており、入力軸２０には操舵
ハンドル１０が連結されている。出力軸４０は、ラック
アンドピニオン式のギヤ装置５０を介してラック軸５１
に連結されており、ラック軸５１の両側には転舵輪ＦＷ
が連結されている。

【００１８】また、操舵ハンドル１０の操舵角が入力軸
２０の回転角に対応するため、入力軸２０には、入力軸
２０の回転角としての操舵角θｈを検出する操舵角セン
サ２１を設けている。この操舵角センサ２１は、相対回
転角を検出するロータリーエンコーダで構成しており、
このロータリーエンコーダから出力される２相のパルス
信号は後述する操舵制御装置２００に与えられる。操舵
制御装置２００では、この２相のパルス信号の位相差を
もとに操舵ハンドル１０の回転方向を検知すると共に、
パルス数をカウントすることにより操舵ハンドル１０の
相対回転角を検知する機構となっている。

【００１９】伝達比可変機構１００は、入力軸２０と出
力軸４０とを相対回転可能に連結しており、駆動モータ
１１０によって伝達比可変機構１００を変位駆動するこ
とで、入力軸２０−出力軸４０間の回転量の伝達比を変
化させる機構となっている。

【００２０】図２に伝達比可変機構１００の構造を示
す。伝達比可変機構１００は、筒形状のハウジング１０
１を有しており、ハウジング１０１の筒面内側にステー
タ１１１を固定し、さらにその内側には、中空シャフト
１１３と一体化したロータ１１２を配置しており、これ
らステータ１１１とロータ１１２によって駆動モータ１
１０を構成している。なお、この駆動モータ１１０は、
例えば、磁極数２の３相ブラシレスモータで構成する。

【００２１】中空シャフト１１３は、波動歯車減速機１
２０を構成する楕円カム１２１と一体化しており、駆動
モータ１１０によって楕円カム１２１を回転駆動するこ
とで、可動フランジ１２２がハウジング１０１に対して
相対的に回転する構造となっている。この可動フランジ
１２２に対して入力軸２０を固定し、ハウジング１０１
に対して出力軸４０を固定しているため、駆動モータ１
１０が回転駆動することで、入力軸２０と出力軸４０と
は相対的に回転することになる。この作用によって入力
軸２０−出力軸４０間の回転量の伝達比が変化する機構
となっており、駆動モータ１１０の回転を制御すること
で伝達比の可変制御が実施される。

【００２２】図３に示すように、中空シャフト１１３の
外周部には、半円の円弧形状にＮ極１３０ＮとＳ極１３
０Ｓとを配したリング状のマグネット１３０を固定して
おり、駆動モータ１１０の磁極数が２極であるため、Ｎ
極１３０ＮとＳ極１３０Ｓは、１８０°幅となってい
る。また、このマグネット１３０と向かい合う位置に
は、３つの作動角センサ１３１を１２０°ピッチで配
し、ハウジング１０１に対して固定している。この作動
角センサ１３１はホールＩＣで構成しており、ホールＩ
Ｃによって磁極変化を検出することで、駆動モータ１１
０の作動角θｍを検出している。

【００２３】また、ハウジング１０１内には、ロータ１
１２とステータ１１１との相対回転を阻止して、伝達比
の可変動作を禁止するロック機構を備えている。

【００２４】このロック機構は、図４に示すように、円
弧状に湾曲したロックアーム１４０と、溝ピッチ９０°
の凹凸溝を周囲に形成したロックホルダ１１４とを備え
ており、ロックアーム１４０はハウジング１０１側に固
定した支持軸１４１を中心に傾動し、ロックホルダ１１
４は中空シャフト１１３の端部において、中空シャフト
１１３と一体的に形成している。

【００２５】ロックアーム１４０には凸部１４０ａを設
けており、ロックホルダ１１４の凹部内に、ロックアー
ム１４０の凸部１４０ａを係止させることで、ロータ１
１２とステータ１１１との相対回転を拘束するロック状
態となる。

【００２６】ロックアーム１４０の駆動機構は次のよう
になっている。ロックアーム１４０の先端部には駆動コ
イル１４２を設けており、この駆動コイル１４２と相対
するハウジング１０１側にマグネット１４３を固定して
いる。また、図示は省略したが、ロックアーム１４０の
支持軸１４１には、コイルスプリングが設けられてお
り、ロックアーム１４０がロックホルダ１１４側に傾動
するように常時押圧している。そして、駆動コイル１４
２に電流が流れることで、駆動コイル１４２とマグネッ
ト１４３との間に電磁力による反発力が発生し、この反
発力の作用によりロックアーム１４０が、コイルスプリ
ングの押圧力に抗して、ロックホルダ１１４から離間す
る方向に傾動しロックが解除される。また、駆動コイル
１４２に対する通電が停止されると、これによって反発
力が消滅するため、コイルスプリングの押圧力の作用に
よりロックアーム１４０が傾動して、図４に示すような
ロック状態に復帰する。

【００２７】ここで、作動角センサ１３１によって、駆
動モータ１１０の作動角θｍを検出する処理について説
明する。図５に、３つの作動角センサ１３１の各検出信
号を、作動角センサ１３１の配列順にｕ、ｖ、ｗとして
示す。一例として、作動角センサ１３１において、マグ
ネット１３０のＮ極１３０Ｎを検出した場合には１（Ｈ
ｉｇｈレベル）、Ｓ極１３０Ｓを検出した場合には０
（Ｌｏｗレベル）の信号が出力されるものとすると、各
作動角センサ１３１の検出信号は図５に示すように変化
する。すなわち、各作動角センサ１３１の検出結果とな
る磁気パターン（ｕ，ｖ，ｗ）は、ロータ１１２とステ
ータ１１１との相対回転方向を一定とすると、相対回転
角６０°の間隔で、（１、０、０）、（１、１、０）、
・・と変化する。従って、ここで例示した検出機構で
は、駆動モータ１１０の作動角を角度ピッチ６０°単位
に検出する。なお、ｕに２²、ｖに２¹、ｗに２⁰の重み
付けをして加算した数計値Ｐの推移からも分かるよう
に、磁気パターン（ｕ，ｖ，ｗ）は３６０°周期で変化
し、磁気パターン（ｕ，ｖ，ｗ）或いは数計値Ｐの変化
ピッチ数からロータ１１２の絶対回転角が把握できる。

【００２８】このように各作動角センサ１３１で検出さ
れる磁気パターン（ｕ，ｖ，ｗ）は、ロータ１１２とス
テータ１１１との相対回転に応じて規則的に変化するた
め、磁気パターン（ｕ，ｖ，ｗ）或いは数計値Ｐの変化
ピッチ数をもとに、駆動モータ１１０の回転角度となる
作動角θｍを絶対角として検出することができる。

【００２９】そして、各作動角センサ１３１等の検出結
果をもとに、操舵制御装置２００では、伝達比可変機構
１００に搭載した駆動モータ１１０及びロック機構の動
作制御を実施する。この際、伝達比可変機構１００が車
体に対して可動部となるため、伝達比可変機構１００と
操舵制御装置２００との間の電気的接続には、スパイラ
ルケーブル３００が用いられる。

【００３０】操舵制御装置２００と伝達比可変機構１０
０との電気的な接続関係を図６に示す。操舵制御装置２
００は、ＣＰＵ（中央処理装置）２１０、ＲＯＭ（リー
ドオンリーメモリ）２２０、ＲＡＭ（ランダムアクセス
メモリ）２３０、入力インターフェース２４０、出力イ
ンターフェース２５０、駆動モータ１１０の動作電源を
供給するモータ駆動回路２６０、駆動コイル１４２及び
作動角センサ１３１に対する電源の供給状態を変化させ
る電源制御回路２７０の他、接地電位が与えられるＧＮ
Ｄポート２８０を備えている。

【００３１】モータ駆動回路２６０はＵ（相）、Ｖ
（相）、Ｗ（相）に対応した３つの出力ポートを備え、
これに対する駆動モータ１１０は、前述したように三相
ブラシレスモータであり、Ｕ（相）、Ｖ（相）、Ｗ
（相）に対応した３つの入力ポートを備えており、モー
タ駆動回路２６０−駆動モータ１１０間には対応する各
ポート間を接続する３本の配線が施されている。ＧＮＤ
ポート２８０は、伝達比可変機構１００側に接地電位を
与えるＧＮＤポート１５０に対し、１本の配線によって
接続されている。

【００３２】電源制御回路２７０は１つの出力ポートを
備えており、この出力ポートに接続された配線に対し、
駆動コイル１４２及び作動角センサ１３１が伝達比可変
機構１００内において並列に接続されている。また、作
動角センサ１３１は３カ所に設けており、検出結果を操
舵制御装置２００に与えるため、各作動角センサ１３１
と入力インターフェース２４０との間に３本の配線が施
されている。

【００３３】そして、これら全ての配線が束ねられてス
パイラルケーブル３００を構成しており、図２における
ケース３１０内に収容されている。なお、入力インター
フェース２４０には操舵角センサ２１、車速センサ６０
などの検出結果が与えられるが、操舵角センサ２１及び
車速センサ６０は、伝達比可変機構１００の機構部外の
車体側に固定されていため、入力インターフェース２４
０との間には、スパイラルケーブル３００とは別に配線
が施されている。

【００３４】操舵制御装置２００は、入力インターフェ
イス２４０を介して得られる各検出結果をもとに伝達比
Ｇを設定すると共に、伝達比Ｇ及び操舵角θｈに応じて
設定される制御信号Ｉｓを駆動モータ１１０に対して出
力する処理を繰り返すと共に、ロック機構の動作制御を
実施している。

【００３５】なお、出力軸４０の回転角を出力角θｐ、
波動歯車減速機１２０の減速比をＫとすると、操舵ハン
ドル１０の操舵角θｈ、伝達比可変機構１００における
駆動モータ１１０の作動角θｍ、及び出力軸４０の出力
角θｐは、下記（１）式の関係となる。従って、操舵制
御装置２００では、操舵角θｈと作動角θｍとをもと
に、出力角θｐを検知しており、この出力角θｐはラッ
ク軸５１のストローク位置に対応し、さらにラック軸５
１のストローク位置は車輪ＦＷの転舵角に対応するた
め、出力角θｐが車輪ＦＷの転舵角に対応する。

【００３６】 θｐ＝θｈ＋Ｋ・θｍ …（１） 以下、操舵制御装置２００で実施する制御処理につい
て、図７のフローチャートに沿って説明する。

【００３７】まずステップ（以下、ステップを「Ｓ」と
記す。）１０２では、ロック解除中の電源制御処理を開
始する。この処理は、電源制御回路２７０から供給する
電源電圧を制御する処理であり、図８に示すように、ロ
ック解除中は一定レベルの電源電圧Ｖｃを常時供給す
る。この電源電圧Ｖｃは、作動角センサ１３１が検出動
作を行うことができると共に、ロック機構におけるロッ
クアーム１４０をロックホルダ１１４から離間する方向
に傾動させることができる電源電圧として、予め設定し
ている。従って、Ｓ１０２においてロック解除中の電源
制御処理を開始すると、作動角センサ１３１側では、電
源供給後に実際に検出動作を行い得るまでの時間とな
る、応答時間Δｔ１が経過した後から、検出信号が常時
出力される。また、ロック機構側では、駆動コイル１４
２とマグネット１４３との間に反発力が発生して、ロッ
クアーム１４０がロックホルダ１１４から離間する方向
に移動し、ストロークエンドとなるロック解除定位置ま
で傾動してその状態を維持する。従ってこのように電源
を供給することで、ロック機構のロック解除状態が維持
される。

【００３８】続くＳ１０４では、後述するＳ１２８でＲ
ＡＭ２３０に記憶した駆動モータ１１０の作動角θｍｏ
を読み込み、続くＳ１０６では、作動角θｍｏをもとに
操舵ハンドル１０の絶対操舵角θｈｏを算出する。伝達
比をＧとすると、操舵角θｈと出力角θｐとの関係は、 θｐ＝Ｇ・θｈ …（２） となるため、（１）式、（２）式より下記（３）式が得
られる。

【００３９】 θｈ＝Ｋ・θｍ／（Ｇ−１） …（３） 後に説明するように、イグニションスイッチＩＧをオフ
操作した後も駆動モータ１１０の作動角θｍを検出して
おり、作動角θｍｏは、イグニションスイッチがオン操
作される直前に検出された作動角であり、絶対角で検出
される。従って、イグニションスイッチＩＧがオフ操作
された後となる、伝達比制御の停止中における伝達比を
ベース伝達比Ｇｏとすると、Ｓ１０６では、操舵ハンド
ル１０の絶対操舵角θｈｏを、（３）式から得られる下
記（４）式をもとに算出することができる。

【００４０】 θｈｏ＝Ｋ・θｍｏ／（Ｇｏ−１） …（４） 続くＳ１０８では、操舵角センサ２１で検出された操舵
角θｈ、作動角センサ１３１で検出された作動角θｍ、
車速センサ６０で検出された車速Ｖをそれぞれ読み込
む。この際、操舵角センサ２１では相対回転角が検出さ
れるが、Ｓ１０６で絶対操舵角θｈｏを把握しており、
絶対操舵角θｈｏからの相対回転角として処理すること
により、操舵角θｈは絶対操舵角として扱うことができ
る。

【００４１】続くＳ１１０では、図９に示す車速Ｖと伝
達比Ｇとの関係を示すマップから、Ｓ１０８で読み込ん
だ車速Ｖをもとにマップ検索し、車速Ｖに応じた伝達比
Ｇを設定する。

【００４２】続くＳ１１２では、制御目標となる駆動モ
ータ１１０の目標作動角θｍｍを、（３）式より得られ
る下記（５）式をもとに設定する。

【００４３】 θｍｍ＝（Ｇ−１）・θｈ／Ｋ …（５） 続くＳ１１４では、Ｓ１０８で読み込まれた駆動モータ
１１０の作動角θｍと、Ｓ１１２で設定した目標作動角
θｍｍとの偏差ｅを、ｅ＝θｍｍ−θｍとして演算す
る。

【００４４】続くＳ１１６では、ロック機構を作動させ
て、駆動モータ１１０をロック状態とするロック条件が
成立したかを判断する。このロック条件としては、例え
ば、駆動モータ１１０に過電流が流れるなどのモータ不
良の場合、作動角センサ１３１から正確な検出信号が得
られないなどのセンサ不良の場合、Ｓ１１４で求めた偏
差ｅが所定の範囲を超えて著しく増大するなどの制御不
良の場合、断線或いは短絡などの配線不良の場合など、
伝達比可変機構１００に故障が発生した場合が該当す
る。また、このような故障以外にも、一時的にロック機
構を働かせてロック状態とするような場合がある。例え
ば、出力角θｐから得られる転舵輪ＦＷが所定の最大転
舵角付近まで転舵された状況下で、大きな操舵力によっ
てさらに操舵ハンドル１０を切り込む操作が為された場
合などには、駆動モータ１１０が回転方向とは逆方向に
相対変位する場合があるため、このような場合にも一時
的なロック条件が成立したものとして判断する。

【００４５】Ｓ１１６において、このようなロック条件
が成立したと判断した場合には、Ｓ２００に進み、Ｓ１
１６で判断したロック条件が故障に起因するものである
かを判断する。Ｓ２００で「Ｎｏ」、すなわちロック条
件が故障に起因したものでない場合には、後述するＳ１
２４以降の処理に移るが、Ｓ２００で「Ｙｅｓ」の場合
には、Ｓ２０２に進んで故障表示ランプを点灯させて運
転者に故障の発生を知らせ、続くＳ２０４では以降の操
舵制御全体を禁止して、このルーチンを終了する。

【００４６】一方、Ｓ１１６で「Ｎｏ」、すなわち、ロ
ック条件が成立していない場合には、続くＳ１１８に進
み、オーバーシュートすることなく偏差ｅを０にするよ
うに、駆動モータ１１０に対する制御信号Ｉｓを設定す
る。この処理の一例としては、Ｉｓ＝Ｃ（ｓ）・ｅの演
算式に基づいて、ＰＩＤ制御のパラメータを適切に設定
することにより制御信号Ｉｓを決定することができる。
なお、式中の「（ｓ）」はラプラス演算子である。そし
て、続くＳ１２０では、Ｓ１１８で設定した制御信号Ｉ
ｓに基づいて駆動モータ１１０を作動させる。

【００４７】続くＳ１２２では、イグニションスイッチ
ＩＧがオフ操作されたかを判断し、「Ｎｏ」の場合には
Ｓ１０８に進み、前述した処理を繰り返し実施する。

【００４８】一方、イグニションスイッチＩＧがオフ操
作された場合には（Ｓ１２２で「Ｙｅｓ」）、Ｓ１２４
に進み、ロック中の電源制御処理を開始する。この処理
も、Ｓ１０２と同様に、電源制御回路２７０から供給す
る電源電圧を制御する処理である。このロック中の電源
制御処理は、図８に示すように、Δｔ２時間だけ電源制
御回路２７０からの電源供給を停止し、その後のΔｔ３
時間は電源供給を再開する処理を繰り返し、駆動コイル
１４２及び作動角センサ１３１に対する電源を断続的に
供給する。

【００４９】Δｔ２時間、Δｔ３時間の長さは、それぞ
れ次のように設定している。電源を供給するΔｔ３時間
では、駆動コイル１４２に電流が流れるため、駆動コイ
ル１４２との間に反発力が発生してロックアーム１４０
がロック解除方向に傾動を始める。このため、Δｔ３時
間は、電源を供給状態に変化させた後からロック機構が
実際に解除されるまでの応答時間よりも短くなるように
設定している。さらに、電源が供給状態となっている間
に、作動角センサ１３１において作動角θｍを検出する
ため、確実に検出動作を行い得るよう作動角センサ１３
１の応答時間Δｔ１よりも長い時間が必要である。従っ
てΔｔ３時間は、作動角センサ１３１の応答時間Δｔ１
よりも長く、かつロック解除までの応答時間よりも短く
なるように設定している。また、Δｔ２時間は、Δｔ３
時間の間にロックアーム１４０が傾動した位置からロッ
ク定位置まで復帰し得る時間として確保している。

【００５０】従って、ロック中のロックアーム１４０
は、電源の供給を受けるΔｔ３時間の間は図８の矢印ａ
に示すように傾動し、続くΔｔ２時間の間に、図８の矢
印ｂに示すように通常のロック位置まで復帰する動作を
繰り返す。なお、ロック中からロック解除中への移行直
後には、ロックアーム１４０はロック解除定位置からロ
ック定位置まで復帰する過程で、駆動コイル１４２に通
電されることになるため、ロックアーム１４０の傾動位
置は、概ね図８の領域ｃに示すように時間的に推移して
ロック定位置まで復帰する。

【００５１】Ｓ１２４においてこのようなロック中の電
源制御処理に移行した後、Ｓ１２６に進み、この時点で
作動角センサ１３１において検出された作動角θｍを読
み込み、続くＳ１２８では検出した作動角θｍを作動角
θｍｏとしてＲＡＭ２３０に記憶する。そして、続くＳ
１３０で再びイグニションスイッチＩＧがオン操作され
たかを判断し、「Ｙｅｓ」と判断されるまでＳ１２６以
降の処理を繰り返し実施する。

【００５２】従って、イグニションスイッチＩＧがオフ
操作され、ロック機構がロック動作を実行した後も、駆
動モータ１１０の作動角θｍを検出し続けることになる
が、この作用を以下に説明する。

【００５３】図４に示したように、ロックホルダ１１４
の凹溝は９０°ピッチで形成しているため、ロックアー
ム１４０がロック定位置まで傾動した場合には、駆動モ
ータ１１０のステータ１１１とロータ１１２とは、実質
的に相対回転が拘束されるが、略９０°の範囲内では相
対回転が可能である。また、ロックアーム１４０がロッ
ク作動を行った場合であっても、ロックホルダ１１４と
の位置関係から、ロックホルダ１１４の凹凸溝の凸部に
対してロックアーム１４０の凸部１４０ａが当接した状
態でロック動作が停止する場合が起こり得る。このよう
な状態では、イグニションスイッチＩＧのオフ操作後か
らオン操作の間に、操舵ハンドル１０が操作されると、
操作方向に応じてロックホルダ１１４が回転し、その回
転方向に沿って隣りに位置するロックホルダ１１４の凹
部内に、ロックアーム１４０の凸部１４０ａが係止し、
正常なロック状態となる。

【００５４】これに対し、駆動モータ１１０は、前述し
たように３相ブラシレスモータで構成しているため、ロ
ータ１１２の回転位置を正確に把握できなければ、ロー
タ１１２を回転駆動するためのＵ（相）、Ｖ（相）、Ｗ
（相）に対応した適切な駆動信号を、操舵制御開始時に
生成することができない。そこで、イグニションスイッ
チＩＧのオフ操作後からオン操作の間も、駆動モータ１
１０の作動角θｍを検出し続けることで、ロータ１１２
の回転位置を正確に把握することができる。

【００５５】従って、イグニションスイッチＩＧが再び
オン操作された場合には、Ｓ１３０で「Ｙｅｓ」と判断
されて、再びこのルーチンが起動してＳ１０２以下の処
理が実施されるが、イグニションスイッチ１Ｇのオフ操
作中にも、作動角θｍの読み飛ばしが発生することがな
いため、制御開始直後から正確な操舵制御を実行するこ
とができる。

【００５６】以上説明した実施形態では、電源制御回路
２７０から供給する電源電圧を、ロック中にデューティ
制御する例を示したが、この他にも、図１０に示すよう
に、ロック中には、ロックアーム１４０がロック解除定
位置まで傾動し得る程度の高いHighレベルの電源電圧を
供給し、ロック解除中は、ロックアーム１４０がロック
定位置まで復帰し得る程度に低いLowレベルの電源電圧
を、それぞれ電源制御回路２７０から供給するように制
御することも可能である。この場合、作動角センサ１３
１は、Highレベル及びLowレベルの電源電圧において検
出動作を行い得ることが必要であり、好ましくは、Low
レベル以下の電源電圧で検出動作が可能であり、かつ、
Highレベル以上の電源電圧で検出動作が可能なセンサ素
子を選定する。また、作動角センサ１３１としてホール
ＩＣを用いた場合であれば、ホールＩＣが適正に検出動
作を行い得る電源電圧の範囲が規定されているため、前
述したHighレベル、Lowレベルの電源電圧がこの範囲内
に含まれるように、ロック機構を構成すればよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、各請求項にかかる
車両用操舵制御装置によれば、駆動モータの回転位置を
検出する検出手段とロック手段とを同一の電源配線系に
接続すると共に、ロック手段がロック状態とロック解除
状態のいずれの状態でも、検出手段による検出動作が可
能なように、電源制御手段によって電源の供給状態を制
御することとした。これにより、伝達比可変機構に対す
る電気配線の本数を抑えることができる。

【００５８】また、ロック手段をロック状態とするよう
な制御を行った後も、駆動モータの回転位置が検出可能
となるため、ロック状態中に駆動モータの回転位置が変
化した場合にも、その変化を正確に検出できるため、伝
達比可変機構の動作制御を制御開始時から直ちに好適に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態にかかる操舵装置の全体的な構成を示
すブロック図である。

【図２】伝達比可変機構を示す縦断面図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】３つの作動角センサにおける各検出信号の推移
を示す図である。

【図６】伝達比可変機構と操舵制御装置との間の電気的
な構成とその接続関係を示すブロック図である。

【図７】操舵制御装置で実施する制御処理を示すフロー
チャートである。

【図８】電源制御回路の出力電圧の変化に対する、操舵
角センサの検出信号とロックアームの傾動位置との推移
を示す説明図である。

【図９】車速Ｖと伝達比Ｇとの関係を規定したマップで
ある。

【図１０】電源制御回路において実施する電源電圧の他
の制御例を示す説明図である。

【符号の説明】

２１…操舵角センサ、１００…伝達比可変機構、１１０
…駆動モータ １１４…ロックホルダ、１４０…ロックアーム、１３１
…作動角センサ １４２…駆動コイル、２００…操舵制御装置、２７０…
電源制御回路 ３００…スパイラルケーブル

フロントページの続き (72)発明者 松田 守弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中津 慎利 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC48 DA03 DA04 DA16 DA23 DA91 DB11 EA01 EB05 EC31 GG01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角
   との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車
   両用操舵制御装置であって、 前記伝達比可変機構を駆動する駆動モータと、 前記駆動モータの回転位置を検出する検出手段と、 前記検出手段と同一の電源配線系に接続されると共に、
   この電源配線系を介して供給される電源の供給状態に応
   じて、前記駆動モータの相対回転を拘束するロック状態
   とロック解除状態とに変化するロック手段と、 前記ロック手段のロック状態及びロック解除状態の双方
   とも、前記検出手段による検出動作が可能なように、前
   記電源配線を介した検出手段及びロック手段に対する電
   源の供給状態を制御する電源制御手段とを備える車両用
   操舵制御装置。
2. 【請求項２】 電源の供給状態が変化した後から前記駆
   動モータのロック状態が実際に解除されるまでに要する
   前記ロック手段の応答時間が、電源の供給状態が変化し
   た後から前記駆動モータの回転位置が検出されるまでに
   要する前記検出手段の応答時間に比べて大である請求項
   １記載の車両用操舵制御装置。
3. 【請求項３】 前記電源制御手段は、前記ロック手段を
   ロック状態とするように電源の供給状態を変化させた後
   に、電源の供給状態が変化した後から前記駆動モータの
   拘束が実際に解除されるまでに要するロック手段の応答
   時間よりも短く、かつ、電源の供給状態が変化した後か
   ら前記駆動モータの回転位置が検出されるまでに要する
   前記検出手段の応答時間よりも長い供給時間となるよう
   に、電源を断続的に供給する請求項１又は２記載の車両
   用操舵制御装置。
4. 【請求項４】 前記ロック手段は、供給される電源電圧
   が所定レベルよりも高い場合にロック状態からロック解
   除状態に変化し、 前記検出手段は、前記ロック手段のロック状態を維持し
   得る電源電圧において検出動作を行い得る請求項１記載
   の車両用操舵制御装置。
5. 【請求項５】 前記電源制御手段は、前記ロック手段を
   ロック解除状態からロック状態に変化させる際、前記検
   出手段の検出動作が可能な程度に、供給する電源電圧を
   低下させる請求項１又は４記載の車両用操舵制御装置。