JP2004359173A - 伝達比可変操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】スイッチングトランジスタの発熱を抑制しつつ、スイッチングトランジスタから発生するスイッチング音によって乗員に不快感を与えることを抑制できる伝達比可変操舵装置を提供することを目的とする。
【解決手段】マイコン３１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいときに、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数（低周波数）とエンジン回転数ＥＧが所定回転数以下のときに、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（高周波数）とに可変させる周波数可変手段３１１を有する。
【選択図】 図５
【解決手段】マイコン３１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいときに、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数（低周波数）とエンジン回転数ＥＧが所定回転数以下のときに、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（高周波数）とに可変させる周波数可変手段３１１を有する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリングからの操舵力の伝達比を可変させる伝達比可変操舵装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、伝達比可変操舵装置は、ステアリングと接続される入力軸と、転舵輪側と接続される出力軸と、入力軸の回転角に対して出力軸の回転角を可変させる電動モータと、入力軸と出力軸とを連結させる連結ピンと、入力軸と出力軸との連結を断つために連結ピンを作動させる励磁コイルと、電動モータ及び励磁コイルに流れる電流をディーティー制御するために、スイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号を生成する制御部とから構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７８０８７号公報（第３頁右欄第４７行〜第６頁右欄第２２行、第１図〜第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の伝達比可変操舵装置では、励磁コイルに流れる電流を制御するために、スイッチングトランジスタをデューティー制御しているが、スイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数が可聴周波数領域内の周波数（例えば１ｋＨｚ）であるために、スイッチングトランジスタから発生するスイッチング音が可聴周波数領域内となり、乗員に不快感を与えてしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、制御部がスイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外（約２０ｋＨｚ以上）とすることで、スイッチングトランジスタから可聴周波数領域内のスイッチング音が発生することを防止できる。しかし、スイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外（高周波数）にすると、スイッチングトランジスタを可聴周波数領域内の周波数（低周波数）で駆動する場合に比べて、スイッチングトランジスタのオンからオフに切り替わる回数が増加する。そして、スイッチングトランジスタのオンからオフへの切り替わりは、即座に切り替わらず、このオンからオフへ切り替わっている間に、スイッチングトランジスタに無駄な電流が流れてスイッチングトランジスタの発熱量が増加してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、スイッチングトランジスタの発熱を抑制しつつ、スイッチングトランジスタから発生するスイッチング音によって乗員に不快感を与えることを抑制できる伝達比可変操舵装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、ステアリングに接続される入力軸と、転舵輪側に接続される出力軸と、入力軸と出力軸とを連結する連結手段と、入力軸と出力軸との連結を断つために連結手段を作動させるための励磁コイルと、励磁コイルに流れる電流をデューティー制御するために、スイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動信号を生成する制御部とを備えた伝達比可変操舵装置において、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数と可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とに可変させる周波数可変手段を有していることを特徴としている。
【０００８】
この構成により、周波数可変手段は、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数と可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とに可変させることから、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数とすることで、スイッチング素子の発熱量を抑制でき、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とすることで、スイッチング素子から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生することを防止できる。これにより、車室内の状況に応じてＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させることで、スイッチング素子の発熱量を抑制しつつ、スイッチング素子から発生するスイッチング音によって乗員に不快感を与えることを抑制できる。
【０００９】
また、請求項２では、周波数可変手段は、車室内の騒音水準が所定値以下であるときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外の周波数に可変させることを特徴としている。
【００１０】
この構成により、車室内の騒音水準が所定値以下であるときには、車室内が静かな状態であるため、周波数可変手段がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外の周波数とすることで、スイッチング素子から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生せず、スイッチング素子から発生するスイッチング音によって乗員に不快感を与えることを防止できる。また、逆に、車室内の騒音水準が所定値よりも大きいときには、周波数可変手段がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としても、スイッチング素子から発生する可聴周波数領域内のスイッチング音が乗員に聞こえ難く、乗員に不快感を与えることなく、さらにスイッチング素子の発熱量を抑制することができる。
【００１１】
また、請求項３では、騒音水準が所定値以下とは、車両のエンジン回転数が所定回転数以下であることを特徴としている。
【００１２】
この構成により、車両のエンジン回転数が大きくなるにつれて、車室内に伝わるエンジン音が大きくなることから、エンジン回転数によって車室内の騒音水準を設定することができる。
【００１３】
また、請求項４では、騒音水準が所定値以下とは、車両の車速が所定値以下であることを特徴としている。
【００１４】
この構成により、車両の車速が大きくなるにつれて、車室内に伝わる外部からの騒音が大きくなることから、車速によって車室内の騒音水準を設定することができる。
【００１５】
また、請求項５では、車速が所定値以下の所定値とは、零であることを特徴としている。
【００１６】
この構成により、車速が零であるとき、即ち車両が動いていないときには、車室内に伝わる外部からの騒音が小さいため、車速の所定値を零とすることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、車両の操舵機構の構成図である。図２は、伝達比可変操舵装置１の伝達比可変ユニット１２の軸方向断面図である。図３は、伝達比可変操舵装置１全体の回路構成を示したブロック図である。図４は、ソレノイド駆動回路３２の回路構成を示した図である。
【００１９】
先ず、図１及び図２に基づいて、車両の車速によって転舵輪の転舵角を可変させる伝達比可変操舵装置１が搭載された車両の操舵機構の全体構成について説明する。図１に示すように、車両のステアリング１０が入力軸１１の上端に接続されている。また、入力軸１１の下端と出力軸１３の上端とが伝達比可変ユニット１２を介して接続されている。また、出力軸１３の下端には、図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボックス１５内でラック１６に噛合されている。ラック１６の両端には、それぞれ図示しないタイロッド及びアームを介して転舵輪１７が接続されている。
【００２０】
入力軸１１には、ステアリング１０の操舵角を検出する舵角センサ６が設けられ、一方、出力軸１３には、転舵輪１７の転舵角を検出する出力角センサ１４が設けられている。これら舵角センサ６及び出力角センサ１４により検出されたステアリング１０の操舵角及び転舵輪１７の転舵角は、ＥＣＵ３に入力される。さらに、ＥＣＵ３には、車載ＬＡＮ７からの車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧが入力される。そして、ＥＣＵ３は、この伝達比可変ユニット１２を制御するための制御信号を出力する。
【００２１】
伝達比可変ユニット１２は、図２に示すように、周知のブラシレスモータである電動モータ４及び減速機構５を備えて構成され、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの信号に基づいて、電動モータ４を回転させて出力軸１３の回転角を可変させるものである。また、電動モータ４は、モータハウジング４４内に設けられたステータ４３とロータ４２とを備えて構成されている。また、モータハウジング４４のステアリング１０側の内周には、連結手段を成す連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に前進させるためのソレノイドコイル２が設けられている。このソレノイドコイル２は、ＥＣＵ３から指令により連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に前進させる。また、ロータ４２の端面には、連結ピン２１が係合される係合部４２ａが設けられている。
【００２２】
以上説明した操舵機構では、先ず、車載ＬＡＮ７からの車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧと舵角センサ６により検出された操舵角とがＥＣＵ３に入力されると、ＥＣＵ３は、これらの情報に基づき、目標舵角の演算を行う。この目標舵角に基づくモータ制御指令がＥＣＵ３より伝達比可変ユニット１２に出力される。このモータ制御指令により伝達比可変ユニット１２の電動モータ４が駆動され、転舵輪１７に対して目標舵角に対応した転舵角を与える。そして、ＥＣＵ３は、出力角センサ１４より転舵輪１７の実際の転舵角を検出して、確実に目標舵角に対応した転舵角を転舵輪１７に与えることができるようにフィードバックされる。この際、ソレノイドコイル２は、オン状態であり、連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に後退させている。つまり、モータハウジング４４とロータ４２との連結は解除されている。
【００２３】
また、ＥＣＵ３がＩＧスイッチ９のＯＦＦもしくは伝達比可変ユニット１２の異常（例えば、ソレノイドコイル２の地絡）を検出すると、ＥＣＵ３は、ソレノイドコイル２に対してソレノイドコイル２に電流が流れないように指令を出力する。これにより、ソレノイドコイル２には、電流が流れず、連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に前進させる。そして、連結ピン２１は、ロータ４２に設けられた係合部４２ａと係合されて、モータハウジング４４とロータ４２とが連結される。
【００２４】
次に、図３に基づいて、伝達比可変操舵装置１の構成について説明する。
【００２５】
伝達比可変操舵装置１は、ソレノイドコイル２、ＥＣＵ３、電動モータ４及び減速機構５から構成されている。
【００２６】
ソレノイドコイル２は、励磁コイルを成し、後述するＥＣＵ３のソレノイド駆動回路３２に接続されており、ソレノイド駆動回路３２からのＰＷＭ駆動信号によってソレノイドコイル２に電流が流れ、上述の連結ピン２１を作動させる。
【００２７】
ＥＣＵ３は、制御部を成し、上述の舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２及び電動モータ４に流れる電流をデューティー制御するものであって、マイコン３１、ソレノイド駆動回路３２、リレー３３、駆動回路３４、電源回路３５、電圧検出回路３６、電流検出回路３７、通信Ｉ／Ｆ３８、舵角検出回路３９、モータ駆動回路５０、電流検出回路５１、モータ端子電圧検出回路５２及び電気角検出回路５３から構成されている。
【００２８】
マイコン３１は、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、電動モータ４に流れる電流をディーティー制御するためのＰＷＭ駆動信号を生成する。さらに、マイコン３１は、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２に流す指令電流値を決定し、ソレノイドコイル２に指令電流値が流れるように、バッテリ８の電圧値に基づいてソレノイドコイル２に流れる実電流をデューティー制御するＰＷＭ駆動信号を生成している。なお、バッテリ８の電圧値は、常に一定でなく変動するため、マイコン３１が予め記憶しているマップに基づいて、バッテリ８の電圧値が小さいときに、ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を大きくして、ソレノイドコイル２に指令電流値を流すように制御している。
【００２９】
また、マイコン３１は、車室内の騒音水準に応じて、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数と可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とに可変させる周波数可変手段３１１を有している。
【００３０】
ソレノイド駆動回路３２は、マイコン３１からのＰＷＭ駆動信号に基づき、ソレノイドコイル２に流れる実電流をディーティー制御して連結手段２１を作動させるためのものであって、リレー３３を介してバッテリ８と接続されている。
【００３１】
リレー３３は、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との間に設けられ、オンすることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２とを接続させ、オフすることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との接続を遮断させる。
【００３２】
駆動回路３４は、マイコン３１からの信号によって、リレー３３をオンもしくはオフさせるためのものである。
【００３３】
電源回路３５は、ＩＧスイッチ９を介してバッテリ８と接続され、バッテリ８からの電流をマイコン３１に供給させるためのものである。
【００３４】
電圧検出回路３６は、バッテリ８の電圧値を検出し、検出した検出値をマイコン３１に入力している。
【００３５】
電流検出回路３７は、バッテリ８からモータ駆動回路５０に電流を供給すると共に、その電流値を検出し、検出した電流値をマイコン３１に入力している。
【００３６】
通信Ｉ／Ｆ３８は、車載ＬＡＮ７からの車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１に入力している。
【００３７】
舵角検出回路３９は、舵角センサ６からの信号をマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した舵角信号をマイコン３１に入力している。
【００３８】
モータ駆動回路５０は、三相ブリッジ回路を構成する６つのスイッチングトランジスタを有し、マイコン３１からのＰＷＭ駆動信号に基づいて、６つのスイッチングトランジスタをデューティー制御して電動モータ４を駆動させるものである。
【００３９】
電流検出回路５１は、モータ駆動回路５０の６つのスイッチングトランジスタに流れる電流を検出し、検出した電流値をマイコン３１に入力している。
【００４０】
モータ端子電圧検出回路５２は、モータ駆動回路５０の６つのスイッチングトランジスタの電圧を検出し、検出した電圧値をマイコン３１に入力している。
【００４１】
電気角検出回路５３は、出力角センサ１４で検出した転舵角をマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した転舵角信号をマイコン３１に入力している。
【００４２】
伝達比可変操舵装置１の作動としては、マイコン３１がソレノイド駆動回路３２にＰＷＭ駆動信号を発し、ソレノイド駆動回路３２でソレノイド２に流れる実電流をデューティー制御することで、連結ピン２１を作動させる。これにより、モータハウジング４４とロータ４２との連結が解除される。そして、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの信号に基づいて電動モータ４を回転させることで、電動モータ４の回転力が減速機構５を介して出力軸１３に伝達され、転舵輪の転舵角を可変させる。
【００４３】
次に、ソレノイド駆動回路３２の構成について図４に基づいて説明する。
【００４４】
ソレノイド駆動回路３２は、抵抗３２１、第１の配線３２２、電流制限手段３２３、スイッチングトランジスタ３２４、ダイオード３２５、電源電圧検出手段３２６、端子電圧検出手段３２７及び第２の配線３２８から構成されている。
【００４５】
抵抗３２１は、第２の配線３２８に設けられている。第１の配線３２２は、ソレノイドコイル２の一端とバッテリ８とを結ぶ電線であって、ソレノイドコイル２に連結ピン２１を作動させるための電流が流れる。
【００４６】
電流制限手段３２３は、第１の配線３２２に設けられ、トランジスタ３２３ａと抵抗３２３ｂとから構成されている。そして、トランジスタ３２３ａのエミッタ端子がリレー３３と、コレクタ端子がソレノイドコイル２の一端と、ベース端子が抵抗３２３ｂを介してグランドとにそれぞれ電気的に接続されている。
【００４７】
スイッチングトランジスタ３２４は、マイコン３１からのソレノイドコイル２に流す指令電流値に対応するＰＷＭ駆動信号によって、ソレノイドコイル２に電流を流すものである。
【００４８】
ダイオード３２５は、ソレノイドコイル２の両端に接続されている。
【００４９】
電源電圧検出手段３２６は、抵抗３２６ａ、３２６ｂを有し、抵抗３２６ａの一端がリレー３３と電気的に接続され、他端が抵抗３２６ｂの一端と電気的に接続されている。また、抵抗３２６ｂの他端がグランドと接続されており、互いに電気的に接続される抵抗３２６ａの他端と抵抗３２６ｂの一端とがマイコン３１と電気的に接続されている。
【００５０】
端子電圧検出手段３２７は、抵抗３２７ａ、３２７ｂを有し、抵抗３２７ａの一端がソレノイドコイル２の他端と電気的に接続され、他端が抵抗３２７ｂの一端と電気的に接続されている。また、抵抗３２７ｂの他端がグランドと電気的に接続されており、互いに電気的に接続される抵抗３２７ａの他端と抵抗３２７ｂの一端とがマイコン３１と電気的に接続されている。
【００５１】
第２の配線３２８は、ソレノイドコイル２の一端とバッテリ８とを結ぶ電線であって、マイコン３１に電流を供給している。
【００５２】
次に、本発明部分であるマイコン３１の処理手順を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００５３】
ステップＳ１００では、運転者がＩＧスイッチ９をオンすると、マイコン３１が初期化処理を行い、ステップＳ１０１に進む。
【００５４】
ステップＳ１０１では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換したエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１が読み込み、ステップＳ１０２に進む。
【００５５】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだエンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいかどうかを判定し、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいければ、ステップＳ１０３に進み、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下であれば、ステップＳ１０４に進む。なお、本実施形態での所定回転数は、２０００ｒｐｍと設定している。
【００５６】
ステップＳ１０３では、マイコン３１が周波数可変手段３１１によって、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数とし、ステップＳ１０５に進む。なお、可聴周波数領域内とは、約２０Ｈｚ〜１７ｋＨｚであって、本実施形態では、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を１ｋＨｚとしている。
【００５７】
ステップＳ１０４では、マイコン３１が周波数可変手段３１１によって、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とし、ステップＳ１０５に進む。なお、本実施形態では、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を２０ｋＨｚとしている。
【００５８】
ステップＳ１０５では、マイコン３１が電源電圧検出手段３２６によってバッテリ８の電圧を読み込み、ステップＳ１０６に進む。
【００５９】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で読み込んだバッテリ８の電圧から予め記憶されているマップに基づいて、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号のデューティー比を決定して出力する。そして、ステップＳ１０１に戻り、上述と同様の処理を繰り返す。
【００６０】
［第１実施形態の効果］
以上説明したように、マイコン３１の周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数（２０００ｒｐｍ）よりも大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数（１ｋＨｚ）に、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下のときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（２０ｋＨｚ）に可変させている。このことから、周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいとき、即ち車室内に伝わるエンジン音が大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としても、車室内がエンジン音によって騒がしいため、スイッチング音が乗員に聞こえ難く、不快感を与えることなく、さらにスイッチングトランジスタ３２４の発熱量を抑制できる。一方、周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下のとき、即ち車室内に伝わるエンジン音が小さいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数に可変させることで、スイッチングトランジスタ３２４から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生せず、乗員に不快感を与えることを防止できる。
【００６１】
また、エンジン回転数ＥＧが大きくなるにつれて、車室内に伝わるエンジン音が大きくなるため、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下であるときには、車室内に伝わるエンジン音が小さく、車室内は静かな状態である。このことから、エンジン回転数ＥＧによって、車室内の騒音水準を設定することができる。
【００６２】
なお、本実施形態での車室内に伝わるエンジン音の大きさが特許請求の範囲の車室内の騒音水準に相当する。
【００６３】
［第２実施形態］
図６は、本実施形態のマイコン３１の処理手順を示したフローチャートである。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００６４】
第１実施形態での周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧに基づいて、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させているが、第２実施形態での周波数可変手段３１１は、車速信号ＳＨに基づいて、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させる。このことから、図６に示すように、図５のステップＳ１０１がステップＳ２００に、ステップＳ１０２がステップＳ２０１にそれぞれ変更されている。
【００６５】
ステップＳ２００では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換した車速信号ＳＨをマイコン３１が読み込み、ステップＳ２０１に進む。
【００６６】
ステップＳ２０１では、ステップＳ２００で読み込んだ車速信号ＳＨが所定値よりも大きいかどうかを判定し、車速信号ＳＨが所定値よりも大きければ、ステップＳ１０３に進み、車速信号ＳＨが所定値以下であれば、ステップＳ１０４に進む。なお、本実施形態での所定値は、車両が動いていない時の車速信号ＳＨであって、零（０）と設定している。
【００６７】
この構成によれば、周波数可変手段３１１は、車速信号ＳＨが所定値（零）よりも大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数（１ｋＨｚ）に可変させ、車速信号ＳＨが所定値（零）のときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（２０ｋＨｚ）に可変させている。このことから、車速信号ＳＨが所定値よりも大きいとき、即ち車両が動いているときには、車室内に伝わる外部からの騒音が大きくなるため、周波数可変手段３１１がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としても、車室内が外部からの騒音によって騒がしいため、スイッチング音が乗員に聞こえ難く、不快感を与えることなく、さらにスイッチングトランジスタ３２４の発熱量を抑制できる。一方、車速信号ＳＨが所定値のとき、即ち車両が動いていないときには、車室内に伝わる外部からの騒音が小さいため、周波数可変手段３１１がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数に可変させることで、スイッチングトランジスタ３２４から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生せず、乗員に不快感を与えることを抑制できる。
【００６８】
また、車速信号ＳＨが大きくなるにつれて車室内に伝わる外部からの騒音が大きくなるため、車速信号ＳＨが零であるとき、即ち車両が動いていないときには、車室内は静かな状態であるため、車速信号ＳＨによって、車室内の騒音水準を設定することができる。
【００６９】
なお、本実施形態での車室内に伝わる外部からの騒音の大きさが特許請求の範囲の車室内の騒音水準に相当する。
【００７０】
［第３実施形態］
図７及び図８は、本実施形態のマイコン３１の処理手順を示したフローチャートである。
【００７１】
第３実施形態での周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧと車速信号ＳＨとの両方に基づいてＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させる。
【００７２】
図７に示すように、ステップＳ１００では、運転者がＩＧスイッチ９をオンすると、マイコン３１が初期化処理を行い、ステップＳ２００に進む。
【００７３】
ステップＳ２００では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換した車速信号ＳＨをマイコン３１が読み込み、ステップＳ２０１に進む。
【００７４】
ステップＳ２０１では、ステップＳ２００で読み込んだ車速信号ＳＨが所定値よりも大きいかどうかを判定し、車速信号ＳＨが所定値よりも大きければ、ステップＳ１０４に進み、車速信号ＳＨが所定値以下であれば、ステップＳ１０１に進む。なお、本実施形態での所定値は、第２実施形態と同様に、零（０）と設定している。
【００７５】
ステップＳ１０１では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換したエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１が読み込み、ステップＳ１０２に進む。
【００７６】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだエンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいかどうかを判定し、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいければ、ステップＳ１０４に進み、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下であれば、ステップＳ１０３に進む。なお、本実施形態での所定回転数は、第１実施形態と同様に、２０００ｒｐｍと設定している。
【００７７】
ステップＳ１０３では、周波数可変手段３１１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数に可変させ、ステップＳ１０５に進む。なお、ここでは、第１及び第２実施形態と同様に、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を２０ｋＨｚとしている。
【００７８】
ステップＳ１０４では、周波数可変手段３１１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数に可変させ、ステップＳ１０５に進む。なお、ここでは、第１及び第２実施形態と同様に、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を１ｋＨｚとしている。
【００７９】
ステップＳ１０５では、マイコン３１が電源電圧検出手段３２６によってバッテリ８の電圧を読み込み、ステップＳ１０６に進む。
【００８０】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で読み込んだバッテリ８の電圧から予め記憶されているマップに基づいて、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号のデューティー比を決定して出力する。そして、ステップＳ１０１に戻り、上述と同様の処理を繰り返す。
【００８１】
この構成によれば、例えば、車速信号ＳＨが零（０）であっても、エンジン回転数ＥＧが所定回転数（２０００ｒｐｍ）よりも大きいければ、車室内の騒音水準が大きくなるため、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としてもスイッチング音が乗員に聞こえ難く、不快感を与えることなく、さらにスイッチングトランジスタ３２４の発熱量を抑制できる。
【００８２】
なお、本実施形態でのマイコン３１の処理手順は、上述したように、車速信号ＳＨ及びエンジン回転数ＥＧの順に判定しているが、図８に示すように、エンジン回転数ＥＧ及び車速信号ＳＨの順に判定していてもよい。
【００８３】
［他の実施例］
なお、第１及び第３実施形態では、エンジン回転数ＥＧが２０００ｒｐｍ以下のときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外の周波数に可変させているが、必ずしも２０００ｒｐｍでなく、搭載される車両に応じて変更させてもよい。
【００８４】
なお、第２及び第３実施形態では、車速信号ＳＨが零（０）であるときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させているが、必ずしも零でなく、例えば、運転者がアクセルペダルを離しているのときの車速信号ＳＨや運転者がブレーキペダルを踏んでいるときの車速信号ＳＨなどであってもよく、搭載される車両に応じて変更させてもよい。
【００８５】
なお、本実施形態での周波数可変手段３１１は、ＰＷＭ駆動信号の周波数を１ｋＨｚとしているが、必ずしも１ｋＨｚでなく、可聴周波数領域内の周波数（約２０Ｈｚ〜１７ｋＨｚ）であればよい。
【００８６】
なお、本実施形態での周波数可変手段３１１は、エンジン回転数が所定回転数よりも大きいとき、もしくは車速信号ＳＨが所定値よりも大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を２０ｋＨｚに可変させているが、必ずしも２０ｋＨｚでなく、可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（例えば２０ｋＨｚ以上）であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の操舵機構の構成図である。（第１実施形態）
【図２】伝達比可変操舵装置の伝達比可変ユニットの軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図３】伝達比可変操舵装置全体の回路構成を示したブロック図である。（第１実施形態）
【図４】ソレノイド駆動回路の回路構成を示した図である。（第１実施形態）
【図５】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第１実施形態）
【図６】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第２実施形態）
【図７】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第３実施形態）
【図８】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第３実施形態）
【符号の説明】
１…伝達比可変操舵装置、
２…ソレノイドコイル、
３…ＥＣＵ、
４…電動モータ、
８…バッテリ、
３２…ソレノイド駆動回路、
３１１…周波数可変手段、
３２４…スイッチングトランジスタ、ＥＧ…エンジン回転数、ＳＨ…車速信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリングからの操舵力の伝達比を可変させる伝達比可変操舵装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、伝達比可変操舵装置は、ステアリングと接続される入力軸と、転舵輪側と接続される出力軸と、入力軸の回転角に対して出力軸の回転角を可変させる電動モータと、入力軸と出力軸とを連結させる連結ピンと、入力軸と出力軸との連結を断つために連結ピンを作動させる励磁コイルと、電動モータ及び励磁コイルに流れる電流をディーティー制御するために、スイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号を生成する制御部とから構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７８０８７号公報（第３頁右欄第４７行〜第６頁右欄第２２行、第１図〜第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の伝達比可変操舵装置では、励磁コイルに流れる電流を制御するために、スイッチングトランジスタをデューティー制御しているが、スイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数が可聴周波数領域内の周波数（例えば１ｋＨｚ）であるために、スイッチングトランジスタから発生するスイッチング音が可聴周波数領域内となり、乗員に不快感を与えてしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、制御部がスイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外（約２０ｋＨｚ以上）とすることで、スイッチングトランジスタから可聴周波数領域内のスイッチング音が発生することを防止できる。しかし、スイッチングトランジスタを駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外（高周波数）にすると、スイッチングトランジスタを可聴周波数領域内の周波数（低周波数）で駆動する場合に比べて、スイッチングトランジスタのオンからオフに切り替わる回数が増加する。そして、スイッチングトランジスタのオンからオフへの切り替わりは、即座に切り替わらず、このオンからオフへ切り替わっている間に、スイッチングトランジスタに無駄な電流が流れてスイッチングトランジスタの発熱量が増加してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、スイッチングトランジスタの発熱を抑制しつつ、スイッチングトランジスタから発生するスイッチング音によって乗員に不快感を与えることを抑制できる伝達比可変操舵装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１では、ステアリングに接続される入力軸と、転舵輪側に接続される出力軸と、入力軸と出力軸とを連結する連結手段と、入力軸と出力軸との連結を断つために連結手段を作動させるための励磁コイルと、励磁コイルに流れる電流をデューティー制御するために、スイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動信号を生成する制御部とを備えた伝達比可変操舵装置において、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数と可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とに可変させる周波数可変手段を有していることを特徴としている。
【０００８】
この構成により、周波数可変手段は、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数と可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とに可変させることから、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数とすることで、スイッチング素子の発熱量を抑制でき、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とすることで、スイッチング素子から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生することを防止できる。これにより、車室内の状況に応じてＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させることで、スイッチング素子の発熱量を抑制しつつ、スイッチング素子から発生するスイッチング音によって乗員に不快感を与えることを抑制できる。
【０００９】
また、請求項２では、周波数可変手段は、車室内の騒音水準が所定値以下であるときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外の周波数に可変させることを特徴としている。
【００１０】
この構成により、車室内の騒音水準が所定値以下であるときには、車室内が静かな状態であるため、周波数可変手段がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外の周波数とすることで、スイッチング素子から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生せず、スイッチング素子から発生するスイッチング音によって乗員に不快感を与えることを防止できる。また、逆に、車室内の騒音水準が所定値よりも大きいときには、周波数可変手段がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としても、スイッチング素子から発生する可聴周波数領域内のスイッチング音が乗員に聞こえ難く、乗員に不快感を与えることなく、さらにスイッチング素子の発熱量を抑制することができる。
【００１１】
また、請求項３では、騒音水準が所定値以下とは、車両のエンジン回転数が所定回転数以下であることを特徴としている。
【００１２】
この構成により、車両のエンジン回転数が大きくなるにつれて、車室内に伝わるエンジン音が大きくなることから、エンジン回転数によって車室内の騒音水準を設定することができる。
【００１３】
また、請求項４では、騒音水準が所定値以下とは、車両の車速が所定値以下であることを特徴としている。
【００１４】
この構成により、車両の車速が大きくなるにつれて、車室内に伝わる外部からの騒音が大きくなることから、車速によって車室内の騒音水準を設定することができる。
【００１５】
また、請求項５では、車速が所定値以下の所定値とは、零であることを特徴としている。
【００１６】
この構成により、車速が零であるとき、即ち車両が動いていないときには、車室内に伝わる外部からの騒音が小さいため、車速の所定値を零とすることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、車両の操舵機構の構成図である。図２は、伝達比可変操舵装置１の伝達比可変ユニット１２の軸方向断面図である。図３は、伝達比可変操舵装置１全体の回路構成を示したブロック図である。図４は、ソレノイド駆動回路３２の回路構成を示した図である。
【００１９】
先ず、図１及び図２に基づいて、車両の車速によって転舵輪の転舵角を可変させる伝達比可変操舵装置１が搭載された車両の操舵機構の全体構成について説明する。図１に示すように、車両のステアリング１０が入力軸１１の上端に接続されている。また、入力軸１１の下端と出力軸１３の上端とが伝達比可変ユニット１２を介して接続されている。また、出力軸１３の下端には、図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボックス１５内でラック１６に噛合されている。ラック１６の両端には、それぞれ図示しないタイロッド及びアームを介して転舵輪１７が接続されている。
【００２０】
入力軸１１には、ステアリング１０の操舵角を検出する舵角センサ６が設けられ、一方、出力軸１３には、転舵輪１７の転舵角を検出する出力角センサ１４が設けられている。これら舵角センサ６及び出力角センサ１４により検出されたステアリング１０の操舵角及び転舵輪１７の転舵角は、ＥＣＵ３に入力される。さらに、ＥＣＵ３には、車載ＬＡＮ７からの車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧが入力される。そして、ＥＣＵ３は、この伝達比可変ユニット１２を制御するための制御信号を出力する。
【００２１】
伝達比可変ユニット１２は、図２に示すように、周知のブラシレスモータである電動モータ４及び減速機構５を備えて構成され、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの信号に基づいて、電動モータ４を回転させて出力軸１３の回転角を可変させるものである。また、電動モータ４は、モータハウジング４４内に設けられたステータ４３とロータ４２とを備えて構成されている。また、モータハウジング４４のステアリング１０側の内周には、連結手段を成す連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に前進させるためのソレノイドコイル２が設けられている。このソレノイドコイル２は、ＥＣＵ３から指令により連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に前進させる。また、ロータ４２の端面には、連結ピン２１が係合される係合部４２ａが設けられている。
【００２２】
以上説明した操舵機構では、先ず、車載ＬＡＮ７からの車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧと舵角センサ６により検出された操舵角とがＥＣＵ３に入力されると、ＥＣＵ３は、これらの情報に基づき、目標舵角の演算を行う。この目標舵角に基づくモータ制御指令がＥＣＵ３より伝達比可変ユニット１２に出力される。このモータ制御指令により伝達比可変ユニット１２の電動モータ４が駆動され、転舵輪１７に対して目標舵角に対応した転舵角を与える。そして、ＥＣＵ３は、出力角センサ１４より転舵輪１７の実際の転舵角を検出して、確実に目標舵角に対応した転舵角を転舵輪１７に与えることができるようにフィードバックされる。この際、ソレノイドコイル２は、オン状態であり、連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に後退させている。つまり、モータハウジング４４とロータ４２との連結は解除されている。
【００２３】
また、ＥＣＵ３がＩＧスイッチ９のＯＦＦもしくは伝達比可変ユニット１２の異常（例えば、ソレノイドコイル２の地絡）を検出すると、ＥＣＵ３は、ソレノイドコイル２に対してソレノイドコイル２に電流が流れないように指令を出力する。これにより、ソレノイドコイル２には、電流が流れず、連結ピン２１を回転軸４１の軸方向と平行な方向に前進させる。そして、連結ピン２１は、ロータ４２に設けられた係合部４２ａと係合されて、モータハウジング４４とロータ４２とが連結される。
【００２４】
次に、図３に基づいて、伝達比可変操舵装置１の構成について説明する。
【００２５】
伝達比可変操舵装置１は、ソレノイドコイル２、ＥＣＵ３、電動モータ４及び減速機構５から構成されている。
【００２６】
ソレノイドコイル２は、励磁コイルを成し、後述するＥＣＵ３のソレノイド駆動回路３２に接続されており、ソレノイド駆動回路３２からのＰＷＭ駆動信号によってソレノイドコイル２に電流が流れ、上述の連結ピン２１を作動させる。
【００２７】
ＥＣＵ３は、制御部を成し、上述の舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２及び電動モータ４に流れる電流をデューティー制御するものであって、マイコン３１、ソレノイド駆動回路３２、リレー３３、駆動回路３４、電源回路３５、電圧検出回路３６、電流検出回路３７、通信Ｉ／Ｆ３８、舵角検出回路３９、モータ駆動回路５０、電流検出回路５１、モータ端子電圧検出回路５２及び電気角検出回路５３から構成されている。
【００２８】
マイコン３１は、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、電動モータ４に流れる電流をディーティー制御するためのＰＷＭ駆動信号を生成する。さらに、マイコン３１は、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２に流す指令電流値を決定し、ソレノイドコイル２に指令電流値が流れるように、バッテリ８の電圧値に基づいてソレノイドコイル２に流れる実電流をデューティー制御するＰＷＭ駆動信号を生成している。なお、バッテリ８の電圧値は、常に一定でなく変動するため、マイコン３１が予め記憶しているマップに基づいて、バッテリ８の電圧値が小さいときに、ＰＷＭ駆動信号のデューティー比を大きくして、ソレノイドコイル２に指令電流値を流すように制御している。
【００２９】
また、マイコン３１は、車室内の騒音水準に応じて、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数と可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とに可変させる周波数可変手段３１１を有している。
【００３０】
ソレノイド駆動回路３２は、マイコン３１からのＰＷＭ駆動信号に基づき、ソレノイドコイル２に流れる実電流をディーティー制御して連結手段２１を作動させるためのものであって、リレー３３を介してバッテリ８と接続されている。
【００３１】
リレー３３は、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との間に設けられ、オンすることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２とを接続させ、オフすることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との接続を遮断させる。
【００３２】
駆動回路３４は、マイコン３１からの信号によって、リレー３３をオンもしくはオフさせるためのものである。
【００３３】
電源回路３５は、ＩＧスイッチ９を介してバッテリ８と接続され、バッテリ８からの電流をマイコン３１に供給させるためのものである。
【００３４】
電圧検出回路３６は、バッテリ８の電圧値を検出し、検出した検出値をマイコン３１に入力している。
【００３５】
電流検出回路３７は、バッテリ８からモータ駆動回路５０に電流を供給すると共に、その電流値を検出し、検出した電流値をマイコン３１に入力している。
【００３６】
通信Ｉ／Ｆ３８は、車載ＬＡＮ７からの車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した車速信号ＳＨ及びエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１に入力している。
【００３７】
舵角検出回路３９は、舵角センサ６からの信号をマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した舵角信号をマイコン３１に入力している。
【００３８】
モータ駆動回路５０は、三相ブリッジ回路を構成する６つのスイッチングトランジスタを有し、マイコン３１からのＰＷＭ駆動信号に基づいて、６つのスイッチングトランジスタをデューティー制御して電動モータ４を駆動させるものである。
【００３９】
電流検出回路５１は、モータ駆動回路５０の６つのスイッチングトランジスタに流れる電流を検出し、検出した電流値をマイコン３１に入力している。
【００４０】
モータ端子電圧検出回路５２は、モータ駆動回路５０の６つのスイッチングトランジスタの電圧を検出し、検出した電圧値をマイコン３１に入力している。
【００４１】
電気角検出回路５３は、出力角センサ１４で検出した転舵角をマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した転舵角信号をマイコン３１に入力している。
【００４２】
伝達比可変操舵装置１の作動としては、マイコン３１がソレノイド駆動回路３２にＰＷＭ駆動信号を発し、ソレノイド駆動回路３２でソレノイド２に流れる実電流をデューティー制御することで、連結ピン２１を作動させる。これにより、モータハウジング４４とロータ４２との連結が解除される。そして、舵角センサ６及び車載ＬＡＮ７からの信号に基づいて電動モータ４を回転させることで、電動モータ４の回転力が減速機構５を介して出力軸１３に伝達され、転舵輪の転舵角を可変させる。
【００４３】
次に、ソレノイド駆動回路３２の構成について図４に基づいて説明する。
【００４４】
ソレノイド駆動回路３２は、抵抗３２１、第１の配線３２２、電流制限手段３２３、スイッチングトランジスタ３２４、ダイオード３２５、電源電圧検出手段３２６、端子電圧検出手段３２７及び第２の配線３２８から構成されている。
【００４５】
抵抗３２１は、第２の配線３２８に設けられている。第１の配線３２２は、ソレノイドコイル２の一端とバッテリ８とを結ぶ電線であって、ソレノイドコイル２に連結ピン２１を作動させるための電流が流れる。
【００４６】
電流制限手段３２３は、第１の配線３２２に設けられ、トランジスタ３２３ａと抵抗３２３ｂとから構成されている。そして、トランジスタ３２３ａのエミッタ端子がリレー３３と、コレクタ端子がソレノイドコイル２の一端と、ベース端子が抵抗３２３ｂを介してグランドとにそれぞれ電気的に接続されている。
【００４７】
スイッチングトランジスタ３２４は、マイコン３１からのソレノイドコイル２に流す指令電流値に対応するＰＷＭ駆動信号によって、ソレノイドコイル２に電流を流すものである。
【００４８】
ダイオード３２５は、ソレノイドコイル２の両端に接続されている。
【００４９】
電源電圧検出手段３２６は、抵抗３２６ａ、３２６ｂを有し、抵抗３２６ａの一端がリレー３３と電気的に接続され、他端が抵抗３２６ｂの一端と電気的に接続されている。また、抵抗３２６ｂの他端がグランドと接続されており、互いに電気的に接続される抵抗３２６ａの他端と抵抗３２６ｂの一端とがマイコン３１と電気的に接続されている。
【００５０】
端子電圧検出手段３２７は、抵抗３２７ａ、３２７ｂを有し、抵抗３２７ａの一端がソレノイドコイル２の他端と電気的に接続され、他端が抵抗３２７ｂの一端と電気的に接続されている。また、抵抗３２７ｂの他端がグランドと電気的に接続されており、互いに電気的に接続される抵抗３２７ａの他端と抵抗３２７ｂの一端とがマイコン３１と電気的に接続されている。
【００５１】
第２の配線３２８は、ソレノイドコイル２の一端とバッテリ８とを結ぶ電線であって、マイコン３１に電流を供給している。
【００５２】
次に、本発明部分であるマイコン３１の処理手順を図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００５３】
ステップＳ１００では、運転者がＩＧスイッチ９をオンすると、マイコン３１が初期化処理を行い、ステップＳ１０１に進む。
【００５４】
ステップＳ１０１では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換したエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１が読み込み、ステップＳ１０２に進む。
【００５５】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだエンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいかどうかを判定し、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいければ、ステップＳ１０３に進み、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下であれば、ステップＳ１０４に進む。なお、本実施形態での所定回転数は、２０００ｒｐｍと設定している。
【００５６】
ステップＳ１０３では、マイコン３１が周波数可変手段３１１によって、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数とし、ステップＳ１０５に進む。なお、可聴周波数領域内とは、約２０Ｈｚ〜１７ｋＨｚであって、本実施形態では、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を１ｋＨｚとしている。
【００５７】
ステップＳ１０４では、マイコン３１が周波数可変手段３１１によって、スイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とし、ステップＳ１０５に進む。なお、本実施形態では、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を２０ｋＨｚとしている。
【００５８】
ステップＳ１０５では、マイコン３１が電源電圧検出手段３２６によってバッテリ８の電圧を読み込み、ステップＳ１０６に進む。
【００５９】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で読み込んだバッテリ８の電圧から予め記憶されているマップに基づいて、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号のデューティー比を決定して出力する。そして、ステップＳ１０１に戻り、上述と同様の処理を繰り返す。
【００６０】
［第１実施形態の効果］
以上説明したように、マイコン３１の周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数（２０００ｒｐｍ）よりも大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数（１ｋＨｚ）に、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下のときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（２０ｋＨｚ）に可変させている。このことから、周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいとき、即ち車室内に伝わるエンジン音が大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としても、車室内がエンジン音によって騒がしいため、スイッチング音が乗員に聞こえ難く、不快感を与えることなく、さらにスイッチングトランジスタ３２４の発熱量を抑制できる。一方、周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下のとき、即ち車室内に伝わるエンジン音が小さいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数に可変させることで、スイッチングトランジスタ３２４から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生せず、乗員に不快感を与えることを防止できる。
【００６１】
また、エンジン回転数ＥＧが大きくなるにつれて、車室内に伝わるエンジン音が大きくなるため、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下であるときには、車室内に伝わるエンジン音が小さく、車室内は静かな状態である。このことから、エンジン回転数ＥＧによって、車室内の騒音水準を設定することができる。
【００６２】
なお、本実施形態での車室内に伝わるエンジン音の大きさが特許請求の範囲の車室内の騒音水準に相当する。
【００６３】
［第２実施形態］
図６は、本実施形態のマイコン３１の処理手順を示したフローチャートである。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様な箇所は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００６４】
第１実施形態での周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧに基づいて、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させているが、第２実施形態での周波数可変手段３１１は、車速信号ＳＨに基づいて、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させる。このことから、図６に示すように、図５のステップＳ１０１がステップＳ２００に、ステップＳ１０２がステップＳ２０１にそれぞれ変更されている。
【００６５】
ステップＳ２００では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換した車速信号ＳＨをマイコン３１が読み込み、ステップＳ２０１に進む。
【００６６】
ステップＳ２０１では、ステップＳ２００で読み込んだ車速信号ＳＨが所定値よりも大きいかどうかを判定し、車速信号ＳＨが所定値よりも大きければ、ステップＳ１０３に進み、車速信号ＳＨが所定値以下であれば、ステップＳ１０４に進む。なお、本実施形態での所定値は、車両が動いていない時の車速信号ＳＨであって、零（０）と設定している。
【００６７】
この構成によれば、周波数可変手段３１１は、車速信号ＳＨが所定値（零）よりも大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数（１ｋＨｚ）に可変させ、車速信号ＳＨが所定値（零）のときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（２０ｋＨｚ）に可変させている。このことから、車速信号ＳＨが所定値よりも大きいとき、即ち車両が動いているときには、車室内に伝わる外部からの騒音が大きくなるため、周波数可変手段３１１がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としても、車室内が外部からの騒音によって騒がしいため、スイッチング音が乗員に聞こえ難く、不快感を与えることなく、さらにスイッチングトランジスタ３２４の発熱量を抑制できる。一方、車速信号ＳＨが所定値のとき、即ち車両が動いていないときには、車室内に伝わる外部からの騒音が小さいため、周波数可変手段３１１がＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数に可変させることで、スイッチングトランジスタ３２４から可聴周波数領域内のスイッチング音が発生せず、乗員に不快感を与えることを抑制できる。
【００６８】
また、車速信号ＳＨが大きくなるにつれて車室内に伝わる外部からの騒音が大きくなるため、車速信号ＳＨが零であるとき、即ち車両が動いていないときには、車室内は静かな状態であるため、車速信号ＳＨによって、車室内の騒音水準を設定することができる。
【００６９】
なお、本実施形態での車室内に伝わる外部からの騒音の大きさが特許請求の範囲の車室内の騒音水準に相当する。
【００７０】
［第３実施形態］
図７及び図８は、本実施形態のマイコン３１の処理手順を示したフローチャートである。
【００７１】
第３実施形態での周波数可変手段３１１は、エンジン回転数ＥＧと車速信号ＳＨとの両方に基づいてＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させる。
【００７２】
図７に示すように、ステップＳ１００では、運転者がＩＧスイッチ９をオンすると、マイコン３１が初期化処理を行い、ステップＳ２００に進む。
【００７３】
ステップＳ２００では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換した車速信号ＳＨをマイコン３１が読み込み、ステップＳ２０１に進む。
【００７４】
ステップＳ２０１では、ステップＳ２００で読み込んだ車速信号ＳＨが所定値よりも大きいかどうかを判定し、車速信号ＳＨが所定値よりも大きければ、ステップＳ１０４に進み、車速信号ＳＨが所定値以下であれば、ステップＳ１０１に進む。なお、本実施形態での所定値は、第２実施形態と同様に、零（０）と設定している。
【００７５】
ステップＳ１０１では、通信Ｉ／Ｆ３８で変換したエンジン回転数信号ＥＧをマイコン３１が読み込み、ステップＳ１０２に進む。
【００７６】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだエンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいかどうかを判定し、エンジン回転数ＥＧが所定回転数よりも大きいければ、ステップＳ１０４に進み、エンジン回転数ＥＧが所定回転数以下であれば、ステップＳ１０３に進む。なお、本実施形態での所定回転数は、第１実施形態と同様に、２０００ｒｐｍと設定している。
【００７７】
ステップＳ１０３では、周波数可変手段３１１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数に可変させ、ステップＳ１０５に進む。なお、ここでは、第１及び第２実施形態と同様に、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を２０ｋＨｚとしている。
【００７８】
ステップＳ１０４では、周波数可変手段３１１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数に可変させ、ステップＳ１０５に進む。なお、ここでは、第１及び第２実施形態と同様に、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号の周波数を１ｋＨｚとしている。
【００７９】
ステップＳ１０５では、マイコン３１が電源電圧検出手段３２６によってバッテリ８の電圧を読み込み、ステップＳ１０６に進む。
【００８０】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で読み込んだバッテリ８の電圧から予め記憶されているマップに基づいて、マイコン３１がスイッチングトランジスタ３２４を駆動するＰＷＭ駆動信号のデューティー比を決定して出力する。そして、ステップＳ１０１に戻り、上述と同様の処理を繰り返す。
【００８１】
この構成によれば、例えば、車速信号ＳＨが零（０）であっても、エンジン回転数ＥＧが所定回転数（２０００ｒｐｍ）よりも大きいければ、車室内の騒音水準が大きくなるため、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数としてもスイッチング音が乗員に聞こえ難く、不快感を与えることなく、さらにスイッチングトランジスタ３２４の発熱量を抑制できる。
【００８２】
なお、本実施形態でのマイコン３１の処理手順は、上述したように、車速信号ＳＨ及びエンジン回転数ＥＧの順に判定しているが、図８に示すように、エンジン回転数ＥＧ及び車速信号ＳＨの順に判定していてもよい。
【００８３】
［他の実施例］
なお、第１及び第３実施形態では、エンジン回転数ＥＧが２０００ｒｐｍ以下のときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域外の周波数に可変させているが、必ずしも２０００ｒｐｍでなく、搭載される車両に応じて変更させてもよい。
【００８４】
なお、第２及び第３実施形態では、車速信号ＳＨが零（０）であるときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を可変させているが、必ずしも零でなく、例えば、運転者がアクセルペダルを離しているのときの車速信号ＳＨや運転者がブレーキペダルを踏んでいるときの車速信号ＳＨなどであってもよく、搭載される車両に応じて変更させてもよい。
【００８５】
なお、本実施形態での周波数可変手段３１１は、ＰＷＭ駆動信号の周波数を１ｋＨｚとしているが、必ずしも１ｋＨｚでなく、可聴周波数領域内の周波数（約２０Ｈｚ〜１７ｋＨｚ）であればよい。
【００８６】
なお、本実施形態での周波数可変手段３１１は、エンジン回転数が所定回転数よりも大きいとき、もしくは車速信号ＳＨが所定値よりも大きいときに、ＰＷＭ駆動信号の周波数を２０ｋＨｚに可変させているが、必ずしも２０ｋＨｚでなく、可聴周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数（例えば２０ｋＨｚ以上）であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の操舵機構の構成図である。（第１実施形態）
【図２】伝達比可変操舵装置の伝達比可変ユニットの軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図３】伝達比可変操舵装置全体の回路構成を示したブロック図である。（第１実施形態）
【図４】ソレノイド駆動回路の回路構成を示した図である。（第１実施形態）
【図５】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第１実施形態）
【図６】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第２実施形態）
【図７】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第３実施形態）
【図８】本発明のマイコンの処理手順を示したフローチャートである。（第３実施形態）
【符号の説明】
１…伝達比可変操舵装置、
２…ソレノイドコイル、
３…ＥＣＵ、
４…電動モータ、
８…バッテリ、
３２…ソレノイド駆動回路、
３１１…周波数可変手段、
３２４…スイッチングトランジスタ、ＥＧ…エンジン回転数、ＳＨ…車速信号。
Claims (5)
- ステアリングに接続される入力軸と、
転舵輪側に接続される出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸とを連結する連結手段と、
前記入力軸と前記出力軸との連結を断つために前記連結手段を作動させるための励磁コイルと、
前記励磁コイルに流れる電流をデューティー制御するために、スイッチング素子を駆動するＰＷＭ駆動信号を生成する制御部とを備えた伝達比可変操舵装置において、
前記ＰＷＭ駆動信号の周波数を可聴周波数領域内の周波数と前記可聴周波数領域内の周波数よりも高い可聴周波数領域外の周波数とに可変させる周波数可変手段を有していることを特徴とする伝達比可変操舵装置。 - 前記周波数可変手段は、車室内の騒音水準が所定値以下であるときに、前記ＰＷＭ駆動信号の周波数を前記可聴周波数領域外の周波数に可変させることを特徴とする請求項１記載の伝達比可変操舵装置。
- 前記騒音水準が所定値以下とは、車両のエンジン回転数が所定回転数以下であることを特徴とする請求項２記載の伝達比可変操舵装置。
- 前記騒音水準が所定値以下とは、車両の車速が所定値以下であることを特徴とする請求項２又は３記載の伝達比可変操舵装置。
- 前記車速が所定値以下の所定値とは、零であることを特徴とする請求項４記載の伝達比可変操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003162498A JP2004359173A (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 伝達比可変操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003162498A JP2004359173A (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 伝達比可変操舵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004359173A true JP2004359173A (ja) | 2004-12-24 |
Family
ID=34054627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003162498A Pending JP2004359173A (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 伝達比可変操舵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004359173A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010221856A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 操舵制御装置 |
| US10581352B2 (en) | 2012-09-13 | 2020-03-03 | Moog Inc. | Method and apparatae for controlling and providing a voltage converter with a pulse-modulated switch |
-
2003
- 2003-06-06 JP JP2003162498A patent/JP2004359173A/ja active Pending
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| US10581352B2 (en) | 2012-09-13 | 2020-03-03 | Moog Inc. | Method and apparatae for controlling and providing a voltage converter with a pulse-modulated switch |
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