JP2005088871A

JP2005088871A - 伝達比可変操舵装置

Info

Publication number: JP2005088871A
Application number: JP2004052514A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Takahashi; 修一高橋; Hirotsune Suzuki; 弘恒鈴木; Isao Hasegawa; 長谷川　　功; Masaya Sato; 雅弥佐藤; Kenji Hayashi; 兼司林; Koji Kawakami; 広司川上
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Favess Co Ltd; Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Favess Co Ltd; Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: JP4515114B2

Abstract

【課題】ロック動作による衝突音が低減されるよう、ロックバーの係合直前の移動速度を下げる制御を可能としたソレノイドアクチュエータをロック機構に備えた伝達比可変操舵装置を提供する。
【解決手段】ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝と係合するロック位置へ、弾性部材によって付勢されるとともに、そのロックバーがロックホルダのロック溝と係合するロック状態と、係合していない非ロック状態とを切り替るソレノイドアクチュエータを備えたロック機構において、前記ソレノイドアクチュエータの駆動電圧を経時的に減少させる制御により、ソレノイドを駆動する平均電圧Ｖａを経時的に減少させて、ロック直前のロックバーの移動速度を遅くしておく。
【選択図】図５

Description

本発明は、操舵ハンドルの操舵角と転舵系の転舵角との伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置に関する。

従来、伝達比可変機構を搭載した伝達比可変操舵装置において、操舵ハンドルと連結する操舵軸と車輪を転舵させる転舵軸とを一体に連結するロック機構には、ソレノイドアクチュエータが備えられてきた（特許文献１及び２）。こうしたロック機構は、電源を含む操舵制御系統の異常時、又はイグニッションＯＦＦ時において、ロック状態へ移行するよう設計されるとともに、通常は、エンジンルームに近く、運転者から離れた位置に配置されてきた。

特開平１０−３２４２６３号公報特開２００１−４８０３２号公報

ところが、このロック機構が、運転者から比較的近い位置に配置される車両を開発した際に、ロック動作がなされた時、ロック機構が有するロックバーの係合爪部とロックホルダのロック溝とが係合されるときの衝突音が運転者の耳に届き、不快感を与えるという問題が生じた。

本発明は、上記課題に鑑みて、ロック動作時、ロック解除動作時の衝突音が低減されるよう、ロックバーの移動速度を制御可能としたソレノイドアクチュエータをロック機構に備えた伝達比可変操舵装置を提供するものである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の伝達比可変操舵装置は、
ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該モータ軸に連結され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸とを有し、該モータの回転により該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備えた伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、ロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに変位可能に支持され、該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、
前記ロックバーは、その係合爪部が前記ロックホルダの前記ロック溝に係合するロック位置へ、弾性部材によって付勢されるとともに、該ロックバーは、その係合爪部が前記ロック溝から離間した非ロック状態にソレノイドによって維持されて、且つ前記ロックバーを非ロック位置からロック位置へ移動させる際には、前記ソレノイドの駆動電圧を経時的に減少させるソレノイド制御手段を設け、前記ロックバーの前記ロック溝への挿入速度を低下させることを特徴とする。

本発明の伝達比可変操舵装置は、
前記ロック機構は、外周にロック溝を凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに、その軸心と平行な枢軸周りで揺動可能に軸支されたロックバーとを有することを特徴とする。

これにより、本発明の伝達比可変操舵装置では、通常時、操舵ハンドルの操舵角を入力する入力軸と転舵系に転舵角を伝達する出力軸とが、機械的に切り離された操舵装置におけるロック機構において、そのロック動作時におけるロックバーの係合爪部とロックホルダのロック溝との係合音を小さくすることが可能であるとともに、ソレノイド内の、例えば、プランジャ、及びロックバーを含むそのプランジャと連動して動く部材が、他の部材と接触したときの接触音も小さくすることができる。また、それらの接触時の衝撃が積み重なって形成される部材の磨耗を低減することにもつながり、そのロック機構、ソレノイドアクチュエータ、及びそれらの周辺部材の寿命を延ばすことも可能となる。

また、本発明の伝達比可変操舵装置は、
ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該モータ軸に連結され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸とを有し、該モータの回転により該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備えた伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、ロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに変位可能に支持され、該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、
前記ロックバーは、その係合爪部が前記ロックホルダの前記ロック溝に係合するロック位置へ、弾性部材によって付勢されるとともに、該ロックバーは、その係合爪部が前記ロック溝から離間した非ロック位置にソレノイドによって維持されており、
前記ロックバーを前記非ロック位置から前記ロック位置へ移動させる際には、前記ソレノイドへの印加電圧を、前記非ロック位置に前記ロックバーを維持する非ロック維持電圧から、それよりも低電圧の第一ロック電圧に変化させて、前記ロックバーを前記非ロック位置から前記ロック位置に向けて加速させ、加速後には、前記第一ロック電圧からそれよりも高電圧の第二ロック電圧に変化させて、前記ロックバーを減速させ、減速後には、前記第二ロック電圧から、前記ロック位置に前記ロックバーを維持するロック維持電圧に変化させるソレノイド制御手段を設け、前記ロックバーの前記ロック溝への移動速度を減速させることを特徴とするものであってもよい。

ロック動作制御時において、ロックバーを加速させる第一ロック電圧よりもロックバーを減速させる第二ロック電圧の方を高く設けることで、非ロック状態を維持する非ロック維持電圧から第一ロック電圧への第一電圧変化を大きくとることができる、すなわちロックバーの加速度を大きくとることができる。加速したロックバーは後に第二ロック電圧によって減速されるが、加速度を大きくとられていることにより、ロック動作が完了するまでの時間を短縮することが可能となる。

本発明の伝達比可変操舵装置は、
ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該モータ軸に連結され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸とを有し、該モータの回転により該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備えた伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記入力軸と前記モータ軸とを機械的に連結するロック位置と、ロック解除状態とする非ロック位置との間で移動可能とされ、前記ハウジングに支持されるロックバーを備え、該ロックバーは常時前記ロック位置に付勢されるとともに、
前記ロック位置は、前記モータ軸と一体回転可能なロックホルダに凹設されたロック溝と、前記ロックバーに設けられ、該ロック溝に係合可能な係合爪部とが係合される位置であり、
前記非ロック位置は、前記ロックバーと連動し、ソレノイドへの電圧印加によって吸引力を受ける前記ソレノイドの可動部材が、その吸引方向において前記ロック機構の一部に当接する位置であり、
前記ロックバーを前記ロック位置から前記非ロック位置へ移動させる際には、前記ソレノイドへの印加電圧を、前記ロック位置に前記ロックバーを維持するロック維持電圧から第一非ロック電圧に変化させて、前記ロックバーを前記ロック位置から前記非ロック位置に向けて加速させる第一の電圧変化と、該第一の電圧変化後に、前記第一非ロック電圧から第二非ロック電圧に変化させて前記ロックバーを減速させる第二の電圧変化とを経た上で、前記印加電圧を前記ロックバーが前記非ロック位置に維持される非ロック維持電圧に変化させるソレノイド制御手段を設け、前記ロックバーの前記非ロック位置への移動速度を減速させることを特徴とするものであっても良い。

ロック機構は、ロック解除動作によってロックバーが非ロック位置に達した際に、ロックバーと連動する機構の一部が他の機構に当接するように構成される場合が考えられる。例えば、ロックバーと連動するソレノイドの可動部材が、その吸引方向側に備えられたロック機構の一部、具体的にはソレノイドの可動部材を出入可能に収容するソレノイドケース等に当接するように構成することができる。このような場合、当接時には衝突音を生じるが、上記ソレノイド制御手段によって、ロックバーをロック位置から非ロック位置に加速させる第一の電圧変化を行った後、加速したロックバーを減速させる第二の電圧変化を行うことで、その衝突音を低減することができる。

また、本発明の伝達比可変操舵装置は、前記第一非ロック電圧は、前記非ロック維持電圧よりも高電圧であり、かつ前記第二非ロック電圧は、前記第一非ロック電圧よりも低電圧であることを特徴とするものであってもよい。

ロック解除動作の制御時において、ロックバーを加速させる第一非ロック電圧よりもロックバーを減速させる第二非ロック電圧の方が低く設けられていることで、ロック状態を維持するロック維持電圧から第一非ロック電圧への第一の電圧変化量を大きくとることができる、すなわちロックバーの加速度を大きくとることができる。加速したロックバーは、後に第二非ロック電圧の印加によって減速されるが、ロックバーの加速度を大きくとられていることにより、ロック解除動作が完了するまでの時間を短縮することが可能となる。

また、本発明の伝達比可変操舵装置は、前記ソレノイド制御手段は、前記第二の電圧変化の後、前記ロックバーを前記ロック位置から前記非ロック位置に向けて再び加速させるために、前記ソレノイドへの印加電圧を、前記第二非ロック電圧から第三非ロック電圧に変化させる第三の電圧変化を行うとともに、前記第一非ロック電圧と前記第二非ロック電圧と前記第三非ロック電圧とがこの順で変化する電圧変化パターンを、少なくとも１以上繰り返し行った上で、前記ソレノイドへの印加電圧を前記非ロック維持電圧に変化させることを特徴とするものであってもよい。

ロック解除動作は、ソレノイドに前記第一非ロック電圧と前記第二非ロック電圧と前記第三非ロック電圧とを印加することでなされるが、これら３電圧が印加されてもロック解除がなされない場合も可能性として考えられる。従って、これら３電圧からなる電圧変化パターンの実行は１回でも良いが、複数回行うことによって確実にロック解除を実行することができる。

また、本発明の伝達比可変操舵装置は、前記ソレノイド制御手段は、前記ソレノイドに対して、前記第二非ロック電圧を予め定められた第一印加時間の間印加し続け、前記第三非ロック電圧を予め定められた第二印加時間の間印加し続けるとともに、前記第一印加時間は前記第二印加時間よりも短く設定されていることを特徴とするものであってもよい。

第二非ロック電圧が印加される第一印加時間が長い場合は、その第一印加時間中に非ロック状態となってしまう可能性がある。このときロックバーは加速移動中であり、このときに衝突が生じるとその音は極めて大きくなる。また、前記第三非ロック電圧が印加される第二印加時間は、ロックバーの減速がなされる状態であり、非ロック状態は、この第二印加時間内で行われることが望ましい。ところが、第二印加時間が短い場合は、この時間内において非ロック状態が完了しない可能性が生じる。従って、第一印加時間を短く、第二印加時間を長くとるために、第一印加時間が第二印加時間よりも短く設定されていることは有効である。

また、本発明の伝達比可変操舵装置は、前記ソレノイド制御手段は、前記ソレノイドに対して、前記電圧変化パターンを所定回数繰り返した後、前記第一非ロック電圧以上の非ロック動作電圧を、予め定められた第三印加時間だけ印加し続けることを特徴とするものであってもよい。

ロック解除動作は、ソレノイドに前記第一非ロック電圧と前記第二非ロック電圧と前記第三非ロック電圧とを印加することでなされるが、これら３電圧が印加されてもロック解除がなされない場合も可能性として考えられる。また、これら３電圧からなる電圧変化パターンを複数回繰り返してもロックが解除されない可能性もある。従って、これらのロック解除動作の後に、第一非ロック電圧以上の高電圧を印加することで、確実にロック解除を実行することができる。

また、本発明の伝達比可変操舵装置は、前記ソレノイド制御手段は、前記電圧変化パターンの開始から前記非ロック動作電圧印加終了までを、予め定められた時間内で行うことを特徴とするものであってもよい。

ロック解除動作は速やかになされる必要があり、予め定められた時間内に完了する必要がある。また、長時間の高電圧印加は回路の発熱を伴う。従って、一定時間内にロック解除動作を完了可能とすることが必要となり、例えば、電圧変化パターンの実行回数の設定や、非ロック動作電圧の印加時間の調整によって行うことができる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。図１は、操舵ハンドルの操舵角と転舵系の転舵角との伝達比を１：１比率に固定せず、車速等に応じて可変可能とした、いわゆる伝達比可変機構を搭載した車両用の伝達比可変操舵装置の全体構成を模式的に示したものである。本発明に関するソレノイドアクチュエータは、該伝達比可変操舵装置１のロック機構１９に備えられている。

図１の伝達比可変操舵装置１は、操舵ハンドル２に直結されたハンドル軸３と、出力軸としての車輪転舵軸（以下、転舵軸ともいう）８とが機械的に分離された構成を有する。ただし、ハンドル軸３と転舵軸８との間には、両者を一体回転可能に連結し、ロックするロック機構１９が設けられている。転舵軸８は、ハンドル軸角度検出部１０１の検出するハンドル軸３の角度位置φに基づいて、転舵軸駆動モータ（以下、単にモータともいう）６を制御することによって回転駆動される。このとき、モータ６の回転は減速機７により所定比率で減速されている。転舵軸８の先端はギアボックス９内に延び、転舵軸８とともに回転するピニオン１０がラックバー１１を軸線方向に往復動させることにより、車輪１３，１３の転舵角が変化する。ピニオン１０から車輪１３，１３までを転舵系という。なお、本実施形態の伝達比可変操舵装置１においては、ラックバー１１の往復動が、周知の油圧式、電動式あるいは電動油圧式のパワーアシスト機構１２により駆動補助されるパワーステアリングが採用されている。

ハンドル軸３とモータ６のモータ出力軸３６は、それぞれの回転による角度位置φ、θを、ロータリエンコーダ等の周知の角度検出部からなるハンドル軸角度検出部１０１、モータ角度検出部１０３により検出され、検出された角度位置φ、θは操舵制御部１００に入力される。また、操舵制御部１００は、車速検出部（以下、車速センサともいう）１０２、例えば車輪１３の回転を検出するロータリエンコーダやタコジェネレータの検出する車速Ｖの入力を受ける。これらの入力を受ける操舵制御部１００は、検出されたハンドル軸３の角度位置φと車速Ｖとに基づいて、転舵軸８の目標角度位置Θ’を決定し、転舵軸８が目標角度位置Θ’となるために必要とされるモータ出力軸３６の目標角度位置θ’を算出する。その後、そのモータ出力軸３６の角度位置θが目標角度位置θ’に近づくように、モータドライバ１８を介してモータ６の動作を制御する。

図２は、そのモータ６による転舵軸８の駆動部ユニットの構成例を示すものである。該駆動部ユニット１４内には、モータ６、減速機７を主たる構成要素とする伝達比可変機構、及び本発明に関するソレノイドアクチュエータ（以下、ソレノイドともいう）５５を備えたロック機構１９が設けられている。以下、該駆動部ユニット１４について説明する。ハンドル軸３は、ユニバーサルジョイント３１９を介して入力軸２０に連結され、該入力軸２０は、第一カップリング部材２２及び第二カップリング部材３２を介して、モータ６を有するモータハウジング（以下、ハウジングともいう）３３に対し相対回転不能に結合されている。また、ハウジング３３には、ロック機構１９を構成するロックバー５１が固定され、また、モータ出力軸３６には、ロックホルダ５２が設けられる。

なお、本実施形態におけるモータ６はブラシレスモータであり、給電ケーブル４２は、該ブラシレスモータの各相のコイル３５，３５に個別に給電し、ハウジング３３の後端側に隣接する形で設けられたケーブルケース４３の中に、ハブ４３ａに巻かれた形で収容されている。給電ケーブル４２の、給電端子５０（図３）に接続されているのと反対の端部は、ケーブルケース４３のハブ４３ａに固定されている。そして、ハンドル軸３がハウジング３３ひいては給電端子５０とともに正方向又は逆方向に回転すると、ケーブルケース４３内の給電ケーブル４２は、ハブ４３ａへの巻き付き又は繰り出しを生じさせることにより、上記ハウジング３３の回転を吸収する役割を果たす。

モータ出力軸３６の回転は、減速機７を介して所定比率（例えば１／５０）に減速された上で転舵軸８に伝達される。本実施形態において減速機７は、ハーモニックドライブ減速機にて構成してある。すなわち、モータ出力軸３６には、楕円型のインナーレース付ベアリング３７が一体化され、その外側に変形可能な薄肉の外歯車３８がはめ込まれている。そして、この外歯車３８の外側に、カップリング４０を介して転舵軸８が一体化された内歯車３９，１３９が噛み合っている。内歯車３９，１３９は、同軸的に配置された内歯車（以下、第一内歯車ともいう）３９と内歯車（以下、第二内歯車ともいう）１３９とからなり、第一内歯車３９がハウジング３３に固定されて該ハウジング３３と一体回転する。一方、第二内歯車１３９はハウジング３３に非固定とされ、該ハウジング３３に対して相対回転可能とされている。第一内歯車３９はこれと噛み合う外歯車３８との歯数差がゼロであり、外歯車３８との間での相対回転を生じない。他方、第二内歯車１３９は外歯車３８よりも歯数が大きく、内歯車１３９の歯数をＮ、外歯車３８と内歯車１３９との歯数差をｎとすると、モータ出力軸３６の回転をｎ／Ｎに減速した形で転舵軸８に伝達する。

図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、ロック機構１９の構成を示すものである。該ロック機構１９を構成する、ハウジング３３に、その軸心と平行なロックピン５９周りで揺動可能に軸支されたロックバー５１と、モータ出力軸３６に設けられたロックホルダ５２とは、両者が係合するロック位置と、ロックバー５１がロックホルダ５２外周に凹設されたロック溝５３から退避した非ロック位置との間で進退可能に設けられている。本実施形態においては、転舵軸８と一体的に回転するロックホルダ５２の周方向にロック溝５３が所定の間隔で複数形成され、ロックバー５１の先端に設けられた係合爪部５１ａが、転舵軸８の回転角位相に応じて、それら複数のロック溝５３の任意の１つのものに選択的に係合するようになっている。ロック動作は、ソレノイド５５への励磁解除によりなされ、ソレノイド５５の励磁が解除されたときにロックバー５１をロック位置に弾性復帰させる弾性部材５４（本実施形態ではスプリングを用いる）が設けられている。ソレノイド５５の励磁及び励磁解除の動作により、ソレノイド５５の先端に設けられた凸部５５ａとロックバー５１の一端部５１ｂに形成された溝部を介してロックバー５１の先端に形成された係合爪部５１ａが、前記したロック／非ロックのためにロックホルダ５２に対し接近／離間する。

次に、図２に戻り、上述のロック機構が、非ロック状態及びロック状態のそれぞれの状態にあるときの、該駆動部ユニット１４の動作について説明する。

ロックバー５１とロックホルダ５２とが非係合（非ロック状態）の場合は、モータ出力軸３６はハウジング３３に対して回転し、その回転が外歯車３８を経て第一内歯車３９及び第二内歯車１３９にそれぞれ伝達される。ハウジング３３に固定された第一内歯車３９は、前述の通り外歯車３８に対して相対回転しないので、結果的にハンドル軸３と同速で回転する（つまり、ハンドル操作に追従して回転する）。また、第二内歯車１３９は、モータ出力軸３６の回転を転舵軸８に減速して伝達し、転舵軸８の回転駆動を担う。

ロックバー５１とロックホルダ５２とが係合してロック状態になると、モータ出力軸３６はハウジング３３に対して相対回転不能となる。そして、減速機７の内歯車３９，１３９のうち、第一内歯車３９がハウジング３３に固定されているから、第一内歯車３９、外歯車３８及び第二内歯車１３９の順でハンドル軸３の回転が転舵軸８に直接伝達されることとなる。

なお、本実施形態においては、車両の通常走行時に非ロック状態を維持するものであり、車両停止後のイグニッションＯＦＦ時、又はモータ６の動作不良発生時など、車両の操舵制御系統の異常時に、ロック状態となるものとする。

ここで、本発明の特徴であるロック機構１９のロックバー５１の動作を制御するソレノイドアクチュエータ（以下、ソレノイドともいう）５５の制御について、以下に述べる。これらの制御は、図１に示す操舵制御部１００が行う。

図４は、その操舵制御部１００の電気的構成の一例を示すブロック図である。操舵制御部１００は、ＣＰＵ１１１、制御プログラムを格納したＲＯＭ１１２、ＣＰＵ１１１のワークエリアとなるＲＡＭ１１３及び入出力インターフェース１１４を有するマイコン１１０からなる。なお、マイコン１１０は、自動車の運転終了後（すなわち、イグニッションＯＦＦ後）において、車両電源（図示なし）からの電源電圧Ｖｃｃの供給を受け、ＲＡＭ１１３の記憶内容を保持する。ハンドル軸角度検出部１０１、車速検出部１０２、モータ角度検出部１０３及び転舵軸角度検出部１０４の各出力は、マイコン１１０の入出力インターフェース１１４に分配入力される。モータ６は、ＰＷＭ制御により回転速度が調整される。モータドライバ１８には、モータ６の電源となる車載バッテリー５７が接続される。また、マイコン１１０の入出力インターフェース１１４には、ロック機構１９の駆動部をなすソレノイド５５が、ソレノイド制御手段をなすソレノイドドライバ５６を介して接続されている。

従来は、操舵制御部１００によるロック機構１９のロック動作は、イグニッションＯＦＦに基づいた信号、又は操舵制御系統の異常に基づく信号を、操舵制御部１００が受けたとき、ソレノイド５５への通電を遮断することで行っていた。そのため、通電が遮断されると、ロックバー５１は弾性部材５４の弾性力にまかせて加速し、ロックバー５１の係合爪部５１ａは、その加速によって達した速度でロック溝５３と衝突して係合され、その際衝突音が発生していた。

本発明は、この操舵制御部１００がソレノイド５５への通電電圧を制御することによって、ロックバー５１の加速を減じるなど、ロックバー５１の係合直前における移動速度を落とすことを可能としている。以下、その制御手法の一例について説明する。なお、本実施形態においては、ソレノイド５５が有するソレノイドコイルへの通電は、バッテリー電源５７からの直流電流によってなされるものとする。ただし、本発明におけるソレノイドコイルへの通電は、直流に限定するものではなく、一定以上の周波数を有し、ソレノイド５５を駆動可能な所定の平均電圧が得られる交流信号であってもよい。

操舵制御部１００が、イグニッションＯＦＦに基づいた信号を受けると、ソレノイドコイルに印加される電圧に対して、パルス幅変調（以下、ＰＷＭという）制御を行い、ソレノイド５５を駆動する平均電圧Ｖａが、複数個の定電圧値によって得られるようなデューティ比を演算するとともに、その平均電圧Ｖａが経時的に減少して所定の時間ｔ_０をかけてゼロとなるように、デューティ比を変化させる制御を行う。図５は、このときのＰＷＭ制御電圧Ｖｐ及びその平均電圧Ｖａを示す。これにより、ロックバー５１は、弾性部材５４の弾性力に抗するソレノイド５５からの吸引力を平均電圧Ｖａの減少に合わせて経時的に減少させながら、一定の時間ｔ_０（例えば、１００ｍｓｅｃ）をかけて移動することで、ロックホルダ５２との係合直前の移動速度を遅くすることができるため、係合時の衝突音を小さくすることができる。

なお、ＰＷＭ制御電圧Ｖｐ及びその平均電圧Ｖａは、図５に示したグラフのものに限定されるものではない。図６に示すように、ソレノイドコイルに印加される平均電圧Ｖａを、急速にある一定の電圧値Ｖ_０まで落として、ロックバー５１を一定の位置まで移動させた上で、その位置から印加電圧をゼロとして係合させても良い。つまり、ロックバー５１が、ロックホルダ５２と係合する直前までに、その移動速度を減速させるための、ソレノイドコイルへの通電電圧の制御がなされていれば、係合時の衝突音を小さくすることができる。

また、上記実施例においては、ロックバー５１の移動速度・加速度を制御するために、操舵制御部１００のＰＷＭ制御によって、ソレノイドコイルへの通電電圧を制御することを述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、通電電圧をリニアに減少させる制御を行っても良いし、操舵制御部１００を介することなく直接ソレノイドコイルへの通電電流を減少させるアナログ回路、例えば、可変抵抗器などを備えた回路などによって行っても良い。図７は、可変抵抗６１を備えたソレノイド駆動回路の一例であり、トランジスタ８３にイグニッションＯＮ信号が入力されると、電源５７から可変抵抗６１を介してソレノイドコイル８０に電圧が印加され、その後、可変抵抗６１の抵抗値を経時的に上昇させると、ソレノイドコイル８０への通電電流は減少し、ロックバー５１の移動速度を減じることができる。

ただし、操舵制御部１００が受けた信号が、操舵制御系統の異常、例えば、モータ６の動作不良などにより図４の電流センサ７０が過電流を検出した場合等の信号であった場合は、運転者の安全が優先されるため、一定の時間をかけてロック動作を行う上記制御は行わず、直ちにロック状態に移行することが望ましい。したがって、この場合は、従来と同様、直ちにソレノイド５５への通電を遮断し、弾性部材５４の弾性力によってロックバー５１をロック位置まで加速移動させ、ロックホルダ５２と係合させる。

ロック機構１９は、この実施形態に記載の構成に限定されず、例えば特許文献１（段落００１７，００１８、図２）に記載されているようなロックバー（同文献のスライドピン５４）を直動式に進退させ、ロックホルダ（同ロータ４８）のロック溝（同ピン穴４８ｂ）との係脱を行う構成のロック機構も採用できる。

以下、上記で述べた図５、図６に示す制御電圧によるソレノイド駆動制御を行う実施形態を、それぞれ第一実施形態、第二実施形態とした上で、それとは異なるソレノイド駆動制御による本発明の第三実施形態について、図８を用いて説明する。図８の（ａ）は、第三実施形態におけるソレノイドへの印加電圧を示すグラフである。なお、図８の（ａ）は、図５および図６の平均電圧を示すグラフと対応するものである。縦軸の印加電圧とはソレノイド駆動電圧であり、図５、図６に示す上記実施形態の平均電圧Ｖａと同義である。

図８の（ａ）では、図５，図６のように印加電圧が経時的に減少していくのではなく、所定時間ｔ_０内で電圧が増加する時間帯が存在していることを特徴としている。図８の（ａ）の場合、ソレノイド５５への印加電圧は、まず、ロックバー５１を非ロック位置に維持している非ロック維持電圧Ｖｒから第一ロック電圧（本実施形態においては０Ｖ）に減じられる。この間ロックバー５１は、ソレノイド５５からの吸引力がなくなるため、弾性部材５４の付勢に基づいてロック溝５３に向けて移動を開始し、加速しはじめる。次いで、この加速中に、ソレノイド５５への印加電圧は、第一ロック電圧（０Ｖ）から第二ロック電圧Ｖ１（本実施形態におけるＶ１は、非ロック維持電圧Ｖｒの約１／３である）に増加する。これにより、ソレノイド５５には凸部（以下、可動部材端部とも言う）５５ａをソレノイドケース５５ｃ側に吸引する吸引力が生じるため、ロックバー５１は減速する。この減速中に、ロックバー５１はロック溝５３に接近して、係合する。そして、係合後は、ソレノイド５５への印加電圧を、第二ロック電圧Ｖ１からロック維持電圧（本実施形態においては０Ｖ）に減じて、ロックバー５１をロック位置に維持する。

このとき、ロックバー５１は移動の途中で、第二ロック電圧Ｖ１に基づく吸引力を受けて減速し、その減速中に係合するため、衝突音を小とすることができる。図８の（ｂ）は、実際に図８の（ａ）の電圧変化をソレノイド５５に加えてロックバー５１の振動加速度（Ｇ）を計測した実験結果を示すグラフである（ただし、１（Ｇ）＝１／１００（ｍ／ｓ^２））。この振動加速度の大きさは、係合時の衝突音の大きさを反映している。図８の（ｂ）では、図８の（ａ）において第二ロック電圧Ｖ１が印加されているときに、微小の振動加速が生じている。以下、従来のロック機構によるロック動作時のソレノイド駆動制御と本実施形態のソレノイド駆動制御とを、図８と図９を比較することで説明する。

図９は、従来のロック機構によるソレノイド駆動制御を行った場合の、ソレノイドへの印加電圧、およびそのとき生じたロックバーの振動の経時変化を示すグラフである。従来のソレノイド駆動制御では、ソレノイドへの印加電圧を、図９の（ａ）に示すように、非ロック維持電圧Ｖｒから直ちにロック維持電圧（この場合は０Ｖ）まで落とすことで行っている。この場合、ソレノイドへの印加電圧がゼロとなることによって、ロックバー５１は弾性部材５４の付勢に基づいてロック溝５３に向けて加速を開始し、そのまま減速されること無くロック溝５３と衝突して、係合される。図９の（ｂ）は、実際に図９の（ａ）に示す印加電圧をソレノイドに与えた際のロックバーの振動加速度を計測した結果を示すものである。本発明の図８の（ｂ）の場合に比べて振動加速は大きく、従って、衝突音が図８の場合より大きいことがわかる。ゆえに、図８の（ａ）に示すような本発明のソレノイドへの印加電圧の制御は、ロック動作時の衝突音の低減に対して有効であるといえる。

ただし、図８に示す印加電圧によってソレノイド駆動制御を行った場合、第一ロック電圧（本実施形態においては０Ｖである）の印加時間が長いと、該第一ロック電圧印加中に、ロックバー５１が係合し、ロック状態となる可能性がある。この場合は、図９と同様の状態であるため、ロック動作による衝突音は大となる。また、第一ロック電圧が高く設定されていると、ロックバー５１は加速を得難く、ロック動作完了までの時間が長くなるという問題も生じる。従って、第一ロック電圧に関しては、可能な限り小さい電圧値を用いるとともに、少なくとも第一ロック電圧印加中にロックバー５１が係合することがないように、第一ロック電圧の印加時間を設定する必要がある。

また、第二ロック電圧Ｖ１の印加時間が短いと、ロックバー５１の衝突は、ソレノイド５５への印加電圧がロック維持電圧（本実施形態においては０Ｖである）となったときに生じる可能性がある。この場合、衝突時のロックバー５１は再加速状態にあるため、その衝突音は、図９ほど大きくないとはいえ、図８の場合よりは大きくなる。また、第二ロック電圧が高いと、ロック動作完了までの時間が長くなるという問題が生じる。従って、第二ロック電圧Ｖ１に関しては、所定の時間ｔ_０内にロックが完了するように第二ロック電圧Ｖ１を設定する必要がある。また、該第二ロック電圧Ｖ１の印加時間内にロックバー５１が係合されることが望ましいため、第二ロック電圧Ｖ１を長めに、例えば第一ロック電圧の印加時間より長く設ける等のように、第二ロック電圧Ｖ１の印加時間を設定する必要がある。

また、上記第一、第二、および第三実施形態は、ロック動作に関するものであるが、本発明は、ロック解除動作に関しても、その衝突音を低減することが可能であることを特徴としている。ロック解除がなされる場合とは、例えば車両のイグニッションスタート時である。従来のロック機構を備えた車両においては、イグニッションスタート直後に、運転者にロック解除動作に伴う不快な衝突音が聞こえる可能性があった。以下、ロック解除動作時におけるソレノイド駆動電圧制御に関して、これを第四実施形態として説明を行う。

図１０は、本発明のソレノイド制御手段によって、ソレノイドを用いたロック機構のロック解除動作を行ったときの、ソレノイドへの印加電圧とロックバーの振動の経時変化を示すグラフである。

本実施形態におけるソレノイドへの印加電圧は、図１０の（ａ）に示すように、ロック解除前はロック維持電圧（本実施形態では０Ｖ）を維持し、ロックバー５１がロック位置に維持されている状態から、まず、ソレノイド５５に対し、時間ｔ_１をかけて第一非ロック電圧Ｖｍａｘ（本実施形態におけるＶｍａｘとは、ソレノイドに加えうる最大印加電圧である）を印加する。これによって、ロックバー５１と連結するソレノイド５５の可動部材端部５５ａをソレノイドケース５５ｃ側に吸引し、弾性部材５４の付勢に抗しつつ、ロックバー５１をロック溝５３から離間する方向に加速させる。時間ｔ_１経過後には、ソレノイド印加電圧を第一非ロック電圧Ｖｍａｘから第二非ロック電圧Ｖ２（本実施形態におけるＶ２は、最大印加電圧Ｖｍａｘの約１／３の電圧値を有する）に減じる。これにより、ソレノイドによる可動部材端部５５ａへの吸引力が減じられ、ロックバー５１は弾性部材５４の付勢に基づいて減速する。第二非ロック電圧Ｖ２を時間ｔ_２の間印加した後には、該第二非ロック電圧Ｖ２から非ロック維持電圧Ｖｒ（本実施形態におけるＶｒは、最大印加電圧Ｖｍａｘの約２／３であり、この電圧を印加することで非ロック状態を維持することが可能となる）に増加する。これにより、この非ロック維持電圧が印加される時間ｔ_３内で、ロックバー５１は非ロック位置に達する。

なお、ロックバー５１の非ロック位置とは、ソレノイド５５の可動部材（例えばプランジャ）端部５５ａに設けられた突出部５５ｂのソレノイドケース５５ｃ側の面と、ソレノイドケース５５ｃとが当接しているときの位置である。このロックバー５１の非ロック位置への維持は、ソレノイド５５に非ロック維持電圧Ｖｒを印加して励磁させることで、ソレノイド５５の可動部材に一定以上の吸引力を作用させ、上記突出部５５ｂをソレノイドケース５５ｃの側面に継続的に押圧させることでなされる。

図１０の（ｂ）は、実際に図１０の（ａ）に示すような印加電圧をソレノイド５５に与えたときのロックバー５１の振動加速度（Ｇ）を計測した実験結果である。図１０の（ｂ）では、図１０の（ａ）における非ロック維持電圧Ｖｒの印加時間ｔ_３内で、ロックバーの衝突による微小の振動加速が生じている。以下、従来のロック機構におけるロック解除動作時のソレノイド駆動制御と本実施形態のソレノイド駆動制御とを、図１０と図１４とを比較することで説明する。

図１４は、従来のソレノイドを用いたロック機構によってロック解除動作を行ったときの、ソレノイドへの印加電圧およびロックバーの振動の経時変化を示すグラフである。従来のロック機構におけるソレノイド駆動制御は、図１４の（ａ）に示すように、ソレノイドへの印加電圧をロック維持電圧（この場合は０Ｖ）から直ちに最大印加電圧Ｖｍａｘに上げることで行っている。このとき、印加電圧が最大印加電圧Ｖｍａｘとなることによって、ロックバー５１は、ロック溝５３から離間する方向に加速を開始し、そのまま減速されることなく非ロック位置に達する。これによって、ソレノイド５５の可動部材端部５５ａに設けられた突出部５５ｂのソレノイドケース側の面が、ソレノイドケース５５ｃの側面と衝突する。図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）に示す印加電圧を、実際にソレノイドに与えたときのロックバー５１の振動加速度を計測した実権結果を示すものである。図１４の（ｂ）の振動加速度は、図１０の（ｂ）場合に比べて大きい。従って、図１０の（ａ）に示すような本発明のソレノイドへの印加電圧の制御は、ロック解除動作時の衝突音の低減に対して有効であるといえる。なお、従来のロック機構では、非ロック状態となった後は、図１３に示すように最大印加電圧Ｖｍａｘから非ロック維持電圧Ｖｒに印加電圧が減じられ、その後は非ロック維持電圧Ｖｒを維持する形で非ロック状態を保つ。

ただし、図１０の（ａ）の場合、第一非ロック電圧（本実施形態においては最大印加電圧Ｖｍａｘである）の印加時間ｔ_１が長いと、該第一非ロック電圧印加中に、非ロック状態となる可能性がある。この場合は、図１４における非ロック動作と同様の状態であり、衝突音は極めて大きい。また、第一非ロック電圧が低いと、ロック解除動作完了までの時間が長くなるという問題も生じる。従って、第一非ロック電圧に関しては、可能な限り高い電圧値を用いるとともに、少なくとも第一非ロック電圧印加中に非ロック状態とならないように、第一非ロック電圧の印加時間ｔ_１を設定する必要がある。

また、第二非ロック電圧Ｖ２が印加される印加時間ｔ_２は、時間ｔ_２が経過した直後のロックバー５１の移動速度が可能な限りゼロに近くなるように、またはロックバー５１がロック位置方向に加速を開始した直後の状態となるように設定されることが望ましい。これにより、非ロック維持電圧Ｖｒが印加される時間ｔ_３において、非ロック状態となる際に、ソレノイド５５の可動部材端部５５ａに設けられた突出部５５ｂのソレノイドケース側の面と、ソレノイドケース５５ｃの側面との衝突音を低減することができる。ただし、第二非ロック電圧Ｖ２が非ロック維持電圧Ｖｒよりも高いと、ロックバーを十分に減速することはできないため、第二非ロック電圧Ｖ２は非ロック維持電圧Ｖｒよりも低電圧に設定されていることが望ましい。

上記第四実施形態においては、第一非ロック電圧、第二非ロック電圧、および非ロック維持電圧を経てロック状態が解除される。従って、この３電圧からなる電圧変化パターンによって、ロック解除動作を完了させ、以降は非ロック維持電圧Ｖｒを印加しつづけて非ロック状態を維持するように電圧制御がなされれば良い。ただし、ロック解除動作は、必ずしも１回で確実になされるとは限らない。従って、図１０の（ａ）のように、上記３電圧からなる電圧変化パターン（このとき、上記電圧変化パターンにおける非ロック維持電圧が、本発明の第三非ロック電圧である）を、所定時間ｔｓの間に複数回繰り返した後、非ロック維持電圧を定常的に印加するように、印加電圧を制御しても良い。また、これでもロック解除動作がなされない場合も考慮して、図１１のように上記電圧変化パターンを複数回繰り返した後、最大印加電圧Ｖｍａｘを所定の時間ｔｐ（第三印加時間）の間加えて、その後、非ロック状態を維持するものであっても良い。これにより、非ロック状態をきわめて高い確率で確定させることが可能となる。

ただし、ソレノイドに対する高電圧を長時間行う場合は、回路の温度上昇を招くため、ロック状態から非ロック状態への移行は、遅くとも１秒以内で確定されている必要がある。従って、上記電圧変化パターンの実行回数は制限され、図１１の場合は５回としている。また、上記電圧変化パターンによってロック解除を行う場合は、通常１回の電圧変化パターンが実行されると非ロック状態となる。ロック解除動作は可能な限り早くなされるべきであり、１回目の電圧変化パターンを実行する時間ｔｓ_１は予め定められた規格時間以内、例えば０．０２ｓ以内等と設定されていることが望ましい。また電圧変化パターンは、上記実施形態においては、同パターンの繰り返しであるが、所定回数繰り返す電圧変化パターンを、パターン毎にそれぞれ異なるように設定してもよい。

なお、ロック解除動作の制御は、上記第四実施形態に限られるものではない。該第四実施形態とは異なる第五実施形態を図１２を用いて説明する。図１２では、図１２の（ａ）に示すように、ソレノイド５５への印加電圧が０Ｖ（ロック維持電圧）であるロック状態から、まず、ソレノイド５５に対し、第一非ロック電圧Ｖｍａｘ（最大印加電圧）を印加し、ロックバー５１をロック溝５３から離間する方向に加速させる。次いで、第一非ロック電圧Ｖｍａｘから第二非ロック電圧Ｖ３（本実施形態におけるＶ３は、最大印加電圧Ｖｍａｘの約５／６の電圧値となっている）に減じる。これにより、可動部材端部５５ａへの吸引力が減じられ、ロックバー５１は弾性部材５４の付勢に基づいて減速する。第二非ロック電圧Ｖ３の印加後には、該第二非ロック電圧Ｖ３から非ロック維持電圧Ｖｒに減じる。この非ロック維持電圧Ｖｒの印加時にロックバー５１は非ロック位置に至る。これにより、図１４よりもロックバー５１の振動加速を減じる、すなわち衝突音を減じることが可能となる。従って、図１２の（ａ）のような制御電圧に基づいてロック解除動作を行うことも、ロック解除動作時の衝突音の低減に対して有効であるといえる。また、この場合も第一非ロック電圧、第二非ロック電圧、および非ロック維持電圧（これを第三非ロック電圧とする）からなる電圧変化パターンを複数回繰り返した後、非ロック維持電圧Ｖｒを定常的に印加するように、印加電圧を制御しても良い。さらに、該電圧変化パターンを複数回繰り返した後、最大印加電圧Ｖｍａｘを所定の時間ｔｐ（第三印加時間）の間だけ加え、その後、非ロック状態を維持するものであっても良い。

なお、ロック機構に関しては、ロックバー５１は、ロックピン５９周りで弾性部材５４によって付勢されつつ揺動可能に支持されている。このとき、ロックバー５１とロックピン５９との間には、若干の隙間（がた）が存在することがあり、この場合、移動開始直後にはまずこの隙間が無くなるようにロックバー５１とロックピン５９とが接近し、この部分で衝突が生じる。図８，９，１０，１２，１４の（ｂ）に示す振動加速変化を示すグラフにおいては、この衝突による振動は、振幅の小さい前半部分に表れており、また、ロックバー５１がロック位置または非ロック位置に達した際に生じる振動は、図の振幅の大きい後半部分に示されている。本発明のソレノイド駆動制御によれば、従来に比べ、上記振動の前半部分、および振動の後半部分の振幅を双方ともに小さくすることが可能である。

以上の説明に基づいて本発明の伝達比可変操舵装置１の特徴を以下のように表すことができる。ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該モータ軸に連結され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸とを有し、該モータの回転により該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備えた伝達比可変操舵装置において、前記ロック機構は、前記入力軸と前記モータ軸とを機械的に連結するロック位置と、ロック解除状態とする非ロック位置との間で移動可能とされ、前記ハウジングに支持されるロックバーを備え、該ロックバーは常時ロック位置に付勢されるとともに、前記ロック位置は、前記モータ軸と一体回転可能なロックホルダに凹設されたロック溝と、前記ロックバーに設けられ、該ロック溝に係合可能な係合爪部とが係合される位置であり、前記非ロック位置は、前記ロックバーと連動し、前記ソレノイドへの電圧印加によって吸引力を受ける前記ソレノイドの可動部材が、その吸引方向において前記ロック機構の一部と当接することで定まる位置であり、前記ロックバーを、前記ロック位置から前記非ロック位置へ移動させる場合および前記非ロック位置から前記ロック位置へ移動させる場合において、それぞれの場合毎に前記ロックバーが移動を完了するまでの移動時間を定め、該移動時間内において、前記ソレノイドへの印加電圧を経時的に変化させるソレノイド制御手段を設け、前記ロックバーの移動速度を制御可能とすることを特徴とする伝達比可変操舵装置。

これにより、ロックバーの移動速度を制御することが可能となり、ロック動作時および非ロック動作時において、ロックバーの移動速度を減速することができる。従って、ソレノイド内の可動部材や、該可動部材と連動するロック機構の部材が、ロック機構を構成する他の部材と接触したときの接触音も小さくすることができる。さらに、それらの接触時の衝撃が繰り返されることで形成される部材の磨耗を低減することにもつながるため、ロック機構の寿命を延ばすことが可能となる。

本発明の伝達比可変操舵装置１の特徴は、図８（ａ），１０（ａ），１１，１２（ａ）に基づいて以下のようにも表すことができる。すなわち、本発明の伝達比可変操舵装置では、ロックバーをロック位置から非ロック位置へ移動させる場合には、ロックバーをロック位置から非ロック位置に移動させるためにソレノイドへの印加電圧を変化させる第一電圧変化と、該第一電圧変化の後にその移動速度を減じるためにソレノイドへの印加電圧を変化させる第二電圧変化とを行う非ロック用電圧制御を行うとともに、ロックバーを非ロック位置からロック位置へ移動させる場合には、ロックバーを非ロック位置からロック位置に移動させるためにソレノイドへの印加電圧を変化させる第三電圧変化と、該第三電圧変化の後にその移動速度を減じるためにソレノイドへの印加電圧を変化させる第四電圧変化とを行うロック用電圧制御を行うことを特徴としている。これにより、時間経過に伴って、ソレノイドへの印加電圧は、ロックバーを加速するための電圧変化と減速するための電圧変化との２段階の変化を生じることとなる。ロック動作および非ロック動作は、加速用電圧変化（第一および第三電圧変化）による加速に基づいて実行されるとともに、その際に生じる衝突音は、減速用電圧変化（第二および第四電圧変化）を制御することによって減じることができる。また、上記のように、本発明のソレノイド制御手段は、ロック動作、および非ロック動作の双方を制御可能であっても良い。

本発明の車両用伝達比可変操舵装置の全体構成を模式的に示す図。駆動部ユニットの一実施例を示す縦断面図。図２のＡ−Ａ断面図。本発明の操舵制御部の電気的構成の一例を示すブロック図。ソレノイドコイルに印加されるＰＷＭ制御電圧及びその平均電圧を表す第１のグラフ。ソレノイドコイルに印加されるＰＷＭ制御電圧及びその平均電圧を表す第２のグラフ。可変抵抗６１を備えたソレノイド駆動回路。本発明の第三実施形態を示すロック動作時のソレノイド駆動制御を説明するグラフ。従来のロック動作時のソレノイド駆動制御を説明するグラフ。本発明の第四実施形態を示すロック解除動作時のソレノイド駆動制御を説明するグラフ。図１０に示すソレノイド駆動制御を用いて、実際にロック解除動作を実行する場合の制御電圧変化を示すグラフ。本発明の第五実施形態を示すロック解除動作時のソレノイド駆動制御を説明するグラフ。従来のソレノイド駆動制御によって、ロック解除動作を実行する場合の制御電圧変化を示すグラフ。従来のロック解除動作時のソレノイド駆動制御を説明するグラフ。

符号の説明

１伝達比可変操舵装置（車両用）
２操舵ハンドル
３ハンドル軸
６転舵軸駆動モータ（ブラシレスモータ、モータ）
７減速機（ハーモニックドライブ減速機）
８車輪転舵軸（転舵軸、出力軸）
１３車輪
１４駆動部ユニット
１９ロック機構
２０入力軸
３３モータハウジング（ハウジング）
３６モータ出力軸（モータ軸）
３８外歯車
３９第一内歯車
１３９第二内歯車
５１ロックバー
５１ａ係合爪部
５２ロックホルダ
５３ロック溝
５４弾性部材
５５ソレノイド（ソレノイドアクチュエータ）
５６ソレノイドドライバ（ソレノイド制御手段）
１００操舵制御部
１１０マイコン
１１１ＣＰＵ
１１２ＲＯＭ
１１３ＲＡＭ
１１４入出力インターフェース

Claims

ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該モータ軸に連結され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸とを有し、該モータの回転により該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備えた伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、ロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに変位可能に支持され、該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、
前記ロックバーは、その係合爪部が前記ロックホルダの前記ロック溝に係合するロック位置へ、弾性部材によって付勢されるとともに、該ロックバーは、その係合爪部が前記ロック溝から離間した非ロック状態にソレノイドによって維持されて、且つ前記ロックバーを非ロック位置からロック位置へ移動させる際には、前記ソレノイドの駆動電圧を経時的に減少させるソレノイド制御手段を設け、前記ロックバーの前記ロック溝への挿入速度を低下させることを特徴とする伝達比可変操舵装置。
ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該モータ軸に連結され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸とを有し、該モータの回転により該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備えた伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、ロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに変位可能に支持され、該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、
前記ロックバーは、その係合爪部が前記ロックホルダの前記ロック溝に係合するロック位置へ、弾性部材によって付勢されるとともに、該ロックバーは、その係合爪部が前記ロック溝から離間した非ロック位置にソレノイドによって維持されており、
前記ロックバーを前記非ロック位置から前記ロック位置へ移動させる際には、前記ソレノイドへの印加電圧を、前記非ロック位置に前記ロックバーを維持する非ロック維持電圧から、それよりも低電圧の第一ロック電圧に変化させて、前記ロックバーを前記非ロック位置から前記ロック位置に向けて加速させ、加速後には、前記第一ロック電圧からそれよりも高電圧の第二ロック電圧に変化させて、前記ロックバーを減速させ、減速後には、前記第二ロック電圧から、前記ロック位置に前記ロックバーを維持するロック維持電圧に変化させるソレノイド制御手段を設け、前記ロックバーの前記ロック溝への移動速度を減速させることを特徴とする伝達比可変操舵装置。
ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該モータ軸に連結され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸とを有し、該モータの回転により該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備えた伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記入力軸と前記モータ軸とを機械的に連結するロック位置と、ロック解除状態とする非ロック位置との間で移動可能とされ、前記ハウジングに支持されるロックバーを備え、該ロックバーは常時前記ロック位置に付勢されるとともに、
前記ロック位置は、前記モータ軸と一体回転可能なロックホルダに凹設されたロック溝と、前記ロックバーに設けられ、該ロック溝に係合可能な係合爪部とが係合される位置であり、
前記非ロック位置は、前記ロックバーと連動し、ソレノイドへの電圧印加によって吸引力を受ける前記ソレノイドの可動部材が、その吸引方向において前記ロック機構の一部に当接する位置であり、
前記ロックバーを前記ロック位置から前記非ロック位置へ移動させる際には、前記ソレノイドへの印加電圧を、前記ロック位置に前記ロックバーを維持するロック維持電圧から第一非ロック電圧に変化させて、前記ロックバーを前記ロック位置から前記非ロック位置に向けて加速させる第一の電圧変化と、該第一の電圧変化後に、前記第一非ロック電圧から第二非ロック電圧に変化させて前記ロックバーを減速させる第二の電圧変化とを経た上で、前記印加電圧を前記ロックバーが前記非ロック位置に維持される非ロック維持電圧に変化させるソレノイド制御手段を設け、前記ロックバーの前記非ロック位置への移動速度を減速させることを特徴とする伝達比可変操舵装置。
前記第一非ロック電圧は、前記非ロック維持電圧よりも高電圧であり、かつ前記第二非ロック電圧は、前記第一非ロック電圧よりも低電圧であることを特徴とする請求項３に記載の伝達比可変操舵装置。
前記ソレノイド制御手段は、前記第二の電圧変化の後、前記ロックバーを前記ロック位置から前記非ロック位置に向けて再び加速させるために、前記ソレノイドへの印加電圧を、前記第二非ロック電圧から第三非ロック電圧に変化させる第三の電圧変化を行うとともに、前記第一非ロック電圧と前記第二非ロック電圧と前記第三非ロック電圧とがこの順で変化する電圧変化パターンを、少なくとも１以上繰り返し行った上で、前記ソレノイドへの印加電圧を前記非ロック維持電圧に変化させることを特徴とする請求項３または４に記載の伝達比可変操舵装置。
前記ソレノイド制御手段は、前記ソレノイドに対して、前記第二非ロック電圧を予め定められた第一印加時間の間印加し続け、前記第三非ロック電圧を予め定められた第二印加時間の間印加し続けるとともに、前記第一印加時間は前記第二印加時間よりも短く設定されていることを特徴とする請求項５に記載の伝達比可変操舵装置。
前記ソレノイド制御手段は、前記ソレノイドに対して、前記電圧変化パターンを所定回数繰り返した後、前記第一非ロック電圧以上の非ロック動作電圧を、予め定められた第三印加時間だけ印加し続けることを特徴とする請求項５または６に記載の伝達比可変操舵装置。
前記ソレノイド制御手段は、前記電圧変化パターンの開始から前記非ロック動作電圧印加終了までを、予め定められた時間内で行うことを特徴とする請求項７に記載の伝達比可変操舵装置。
前記ロック機構は、外周にロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに、その軸心と平行な枢軸周りで揺動可能に軸支されたロックバーとを有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の伝達比可変操舵装置。