JP2020104589A - 車両用ストッパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ソレノイドがどのような状況下に至った場合でも、適切な動作を極力維持できることが可能な車両用ストッパ装置を提供すること。【解決手段】可動部５１と、前記可動部５１をロックする方向に移動可能なプランジャ７２と前記プランジャ７２を駆動する励磁用コイル７３とを有しているソレノイド７１と、前記ソレノイド７１を駆動制御するとともに、前記ソレノイド７１に所定の基準指示電流ＩＡを流し始めてから前記プランジャ７２が移動を完了するまでの駆動時間ｔｃが、予め設定されている一定時間ｔｓを経過したと判断した場合には、次回以降に前記ソレノイド７１へ流す前記基準指示電流ＩＡを、予め設定されている一定値ΔＩだけ増加させるように制御する制御部１６と、を含む車両用ストッパ装置５０である。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用ストッパ装置の改良技術に関する。

車両には各種のストッパ装置が設けられている。例えば、車両用ステアリング装置のなかには、ステアリングホイールの操舵入力が生じる操舵部に、操舵範囲を規制可能な機構（車両用ストッパ装置）が組み込まれたものがある。この種の車両用ステアリング装置は、例えば許文献１によって知られている。

特許文献１で知られている車両用ステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵入力が生じる操舵部と、転舵車輪を転舵する転舵部との間が機械的に分離されている、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire）のステアリング装置である。この車両用ステアリング装置は、例えば車両の走行状態や操舵装置の状況に応じて、ステアリングホイールの操舵範囲を任意に変更することが可能な操作位置規制装置（車両用ストッパ装置）を備えている。

この操作位置規制装置は、ステアリングホイールの操舵に対応して回転可能な歯車状のロック用ホイールと、このロック用ホイールの回転を規制することが可能なソレノイドと、を有する（特許文献１の図６〜図７参照）。ソレノイドは、電磁力発生デバイスと、この電磁力発生デバイスによって駆動されるプランジャと、を備えている。電磁力発生デバイスが励磁状態のときには、プランジャが前進して、ロック用ホイールの歯に直接に係合又は間接的に係合する。この結果、ロック用ホイールの回転は規制される。電磁力発生デバイスが消磁状態のときには、プランジャが後退する。この結果、ロック用ホイールの回転の規制は解除される。

特許第４１９３５７６号公報

車両用ストッパ装置は、ソレノイドの状況にかかわらず、機能を適切に維持できることが好ましい。

本発明は、ソレノイドがどのような状況下に至った場合でも、適切な動作を極力維持できることが可能な車両用ストッパ装置を提供することを課題とする。

本発明によれば、車両用ストッパ装置は、
可動部と、
前記可動部をロックする方向に移動可能なプランジャと、前記プランジャを駆動する励磁用コイルと、を有しているソレノイドと、
前記ソレノイドを駆動制御するとともに、前記ソレノイドに所定の基準指示電流を流し始めてから前記プランジャが移動を完了するまでの経過時間が、予め設定されている一定時間を経過したと判断した場合には、次回以降に前記ソレノイドへ流す前記基準指示電流を、予め設定されている一定値だけ増加させるように制御する制御部と、
を含むことを特徴とする。

本発明では、ソレノイドに所定の基準指示電流を流し始めてからプランジャが移動を完了するまでの経過時間が、予め設定されている一定時間を経過した場合には、制御部は、ソレノイドの動作が適切ではないと判断する。その場合に制御部は、次回以降にソレノイドへ流す基準指示電流を、予め設定されている一定値だけ増加させる。励磁用コイルの磁力が増大するので、プランジャの移動速度が増す。この結果、プランジャが移動を完了するまでの経過時間を、予め設定されている一定時間以内又は一定時間に近づけることができる。つまり、プランジャの移動遅れを解消又は抑制することができる。従って、ソレノイドがどのような状況下に至った場合でも、車両用ストッパ装置の本来の適切な動作を極力維持できることが可能である。

本発明による車両用ストッパ装置を用いた車両用ステアリング装置の模式図である。 図１に示される車両用ストッパ装置の断面図である。 図２に示されるソレノイドの断面図である。 図１に示される制御部によるソレノイドの制御回路図である。 図４に示される制御部の制御フローチャートの前段部分である。 図４に示される制御部の制御フローチャートの後段部分である。 図４に示されるソレノイドの作動説明図である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１〜図７を参照しつつ、車両用ストッパ装置５０を用いた車両用ステアリング装置１０を説明する。図１に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、車両のステアリングホイール１１の操舵入力が生じる操舵部１２と、左右の転舵車輪１３，１３を転舵する転舵部１４と、操舵部１２と転舵部１４との間に介在しているクラッチ１５と、制御部１６とを含む。クラッチ１５が開放状態となる通常時には、操舵部１２と転舵部１４との間が機械的に分離されている。このように、車両用ステアリング装置１０は、通常時において、ステアリングホイール１１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ３９を作動させることにより、左右の転舵車輪１３，１３を転舵する方式、いわゆるステアバイワイヤ式（steer-by-wire、略称「ＳＢＷ」）を採用している。

操舵部１２は、運転手が操作するステアリングホイール１１と、このステアリングホイール１１に連結されているステアリング軸２１と、ステアリングホイール１１に対して操舵反力（反力トルク）を付加する反力付加アクチュエータ２２と、を含む。この反力付加アクチュエータ２２は、運転者がステアリングホイール１１の操舵力に抵抗する操舵反力を発生することによって、運転者に操舵感を与える。

反力付加アクチュエータ２２は、操舵反力を発生する反力モータ２３と、操舵反力をステアリング軸２１に伝達する反力伝達機構２４と、を含む。反力モータ２３は、例えば電動モータによって構成される。反力伝達機構２４は、例えばウォームギア機構によって構成される。このウォームギア機構２４（反力伝達機構２４）は、反力モータ２３のモータ軸２３ａに設けられたウォーム２４ａと、ステアリング軸２１に設けられたウォームホイール２４ｂとからなる。反力モータ２３が発生した操舵反力は、反力伝達機構２４を介して、ステアリング軸２１に付加される。

転舵部１４は、ステアリング軸２１に自在軸継手３１，３１及び連結軸３２とによって連結されている入力軸３３と、この入力軸３３にクラッチ１５を介して連結されている出力軸３４と、この出力軸３４に操作力伝達機構３５によって連結されている転舵軸３６と、この転舵軸３６の両端にタイロッド３７，３７及びナックル３８，３８を介して連結されている左右の転舵車輪１３，１３と、転舵軸３６に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ３９と、を含む。

操作力伝達機構３５は、例えばラックアンドピニオン機構によって構成される。このラックアンドピニオン機構３５（操作力伝達機構３５）は、出力軸３４に設けられたピニオン３５ａと、転舵軸３６に設けられたラック３５ｂとからなる。転舵軸３６は、軸方向（車幅方向）へ移動可能である。

転舵用アクチュエータ３９は、転舵用動力を発生する転舵動力モータ４１と、転舵用動力を転舵軸３６に伝達する転舵動力伝達機構４２とからなる。転舵動力モータ４１が発生した転舵用動力は、転舵動力伝達機構４２によって転舵軸３６に伝達される。この結果、転舵軸３６は車幅方向にスライドする。転舵動力モータ４１は、例えば電動モータによって構成される。

転舵動力伝達機構４２は、例えばベルト伝動機構４３とボールねじ４４とからなる。ベルト伝動機構４３は、転舵動力モータ４１のモータ軸４１ａに設けられた駆動プーリ４５と、ボールねじ４４のナットに設けられた従動プーリ４６と、駆動プーリ４５と従動プーリ４６とに掛けられたベルト４７とからなる。ボールねじ４４は、回転運動を直線運動に変換する変換機構の一種であって、転舵動力モータ４１が発生した駆動力を前記転舵軸３６に伝達する。なお、転舵動力伝達機構４２は、ベルト伝動機構４３とボールねじ４４の構成に限定されるものではなく、例えばウォームギヤ機構やラックアンドピニオン機構であってもよい。

ここで、運転者がステアリングホイール１１を操舵角の増大方向へ操舵することを、「切り増し操作」という。運転者が、切り増し操作の後に、ステアリングホイール１１を操舵角の減少方向（中立方向）へ操舵することを、「切り戻し操作」という。

本発明の車両用ステアリング装置１０は、車両用ストッパ装置５０を備えている。この車両用ストッパ装置５０は、ステアリングホイール１１の操舵範囲を規制可能な「操作位置規制装置」として用いられる。つまり、車両用ストッパ装置５０は、ステアリングホイール１１の操舵範囲を規制するための、ストッパの役割を果たす。以下、車両用ストッパ装置５０のことを、適宜「操作位置規制装置５０」と言い換えることにする。この操作位置規制装置５０は、操舵部１２のなかの反力付加アクチュエータ２２とクラッチ１５との間に介在している。

この操作位置規制装置５０について、詳しく説明する。操作位置規制装置５０は、車両の走行状態や操舵装置の状況に応じて、ステアリングホイール１１の操舵範囲を任意に変更することが可能である。例えば、転舵部１４の負荷が予め設定された所定以上（過負荷）となった場合や、転舵部１４が過負荷状態であり且つ転舵軸３６の位置が規定値以上である場合に、操作位置規制装置５０はステアリングホイール１１の操舵範囲を規制する。

この過負荷は、例えば次の状況のときに発生し得る。第１に、転舵車輪１３が縁石等の障害物に当たっている場合には、転舵部１４の負荷が大きくなる。第２に、転舵軸３６が軸方向へ移動可能な限界点（ラックエンド）まで移動したときには、転舵部１４の負荷が大きくなる。この状況下において、ステアリングホイール１１の切り増し操作を続けたのでは、クラッチ１５や反力付加アクチュエータ２２に大きい負担がかかる。このときに、制御部１６から制御信号を受けた操作位置規制装置５０は、ステアリングホイール１１の切り増し操作を阻止するように、操舵範囲を規制する。これらの状況に限定されず、負荷が大きくなった場合に規制する。この結果、クラッチ１５や反力付加アクチュエータ２２には、大きい負担がかからない。クラッチ１５や反力付加アクチュエータ２２の小型化を図ることができる。

図２に示されるように、操作位置規制装置５０は、１つの可動部５１（被係合部５１）と、この１つの可動部５１に対応する１つのスイングレバー６１（係合部６１）と、１つの付勢部材６６と、１つのソレノイド７１とを含む。可動部５１とスイングレバー６１と付勢部材６６とソレノイド７１は、ハウジング１８に収納されている。

前記可動部５１は、図１に示されるステアリングホイール１１と共に回転可能であり、例えばステアリング軸２１に取り付けられている。つまり、この可動部５１は、ステアリング軸２１と共に回転可能な円盤状の部材である。この可動部５１は、複数の歯５２を有した円盤状のロック用ホイール（ロックギヤ）によって、構成されている。複数の歯５２は、可動部５１の外周面または盤面に対し、回転方向に一定のピッチで配列されている。以下、可動部５１のことを、適宜「ロック用ホイール５１」と言い換える。

複数の歯５２は、例えば円盤状のロック用ホイール５１の外周面から放射状に延びている。ロック用ホイール５１の回転中心線５４（ステアリング軸２１の中心軸５４）に沿って見たときに、複数の歯５２の形状は、例えば回転中心線５４に交差して放射状に延びる各直線５５に対して左右対称形の方形である。

前記スイングレバー６１は、ロック用ホイール５１（可動部５１）に係合することによって、このロック用ホイール５１の回転範囲を規制することが可能、つまり、ロック用ホイール５１をロックする方向にスイング可能である。

スイングレバー６１は、中央部をハウジング１８に支持軸６２によってスイング可能に支持された概ねバー状の部材である。このスイングレバー６１は、一端（第１端）にストッパ部６３を有し、他端（第２端）に被駆動レバー６４を有している。スイングレバー６１のスイング中心６５は、支持軸６２の軸心である。以下、スイング中心６５のことを、適宜「支持軸６２の軸心６５」という。

ストッパ部６３は、ロック用ホイール５１の各歯５２に係合するフック状の部分であって、複数の歯溝５３（各歯５２，５２の間）に対して出没することが可能である。ストッパ部６３は、第１係合面６３ａと第２係合面６３ｂとを有する。第１係合面６３ａに対し、第２係合面６３ｂはスイングレバー６１のスイング中心６５寄りに位置している。

付勢部材６６は、ロック用ホイール５１に対してスイングレバー６１をアンロック方向Ｒ１へ付勢しており、例えば「ねじりコイルばね」によって構成される。より詳しく述べると、スイングレバー６１は、ストッパ部６３がロック用ホイール５１の複数の歯５２から外れるアンロック方向Ｒ１（外れ方向Ｒ１）へ、付勢部材６６によって付勢されている。なお、付勢部材６６は、ねじりコイルばねに限定されるものではなく、例えば圧縮コイルばねによって構成することができる。以下、この付勢部材６６のことを、適宜「第１付勢部材６６」という。

上述のように、第１付勢部材６６は、ロック用ホイール５１に対してスイングレバー６１をアンロック方向Ｒ１へ付勢している。このため、仮に被駆動レバー６４が破損した場合や、被駆動レバー６４がピン７２ｂから外れた場合に、ロック用ホイール５１に対してスイングレバー６１がロックすることはない。

被駆動レバー６４は、ソレノイド７１によってスイング駆動される。このソレノイド７１は、ハウジング１８に取り付けられた電磁ソレノイドによって構成されている。

図３に示されるように、このソレノイド７１は、プランジャ７２を励磁用コイル７３の励磁によって後退させるプル型ソレノイドによって構成されている。プランジャ７２と励磁用コイル７３とは、ハウジング７４に収納されている。このハウジング７４は、例えば、磁性材料によって構成された有底円筒状の本体７４ａと、この本体７４ａの後端の開口を塞ぐ磁性材料によって構成された平板状のリッド７４ｂとからなる。本体７４ａの底板７４ｃは、プランジャ７２を進退可能に貫通した貫通孔７４ｄを有している。

プランジャ７２は、磁性材料によって構成された軸であって、ハウジング７４に進退可能（つまりスライド可能）に支持されている。プランジャ７２の先端部７２ａは、貫通孔７４ｄからハウジング７４の外部へ延びており、スイングレバー６１の被駆動レバー６４に連結されている。例えば、プランジャ７２の先端部７２ａに設けられている連結ピン７２ｂと、被駆動レバー６４の先端部に設けられている長孔６４ａ（溝を含む）との嵌合構造によって、スイングレバー６１にプランジャ７２が連結される。

このプランジャ７２は、ハウジング７４に内蔵している付勢部材７５によって、前進方向Ｆｒ（ハウジング７４から外方へ伸びる方向Ｆｒ）へ常に付勢されている。例えば、この付勢部材７５は、リッド７４ｂとプランジャ７２の後端部との間に位置した圧縮コイルばねによって、構成されている。より具体的には、プランジャ７２は後端部に、筒状のばね受け部７２ｃを有している。このばね受け部７２ｃが、圧縮コイルばね７５（付勢部材７５）の一端部を受けている。以下、この付勢部材７５のことを、適宜「第２付勢部材７５」という。

プランジャ７２を駆動する励磁用コイル７３は、プランジャ７２を挿通可能なフランジ付き円筒状のボビン７６に巻かれている。励磁用コイル７３を囲む磁性材料部品（プランジャ７２とハウジング７４）によって構成された磁気回路に磁束が流れることにより、磁気吸引力によってプランジャ７２を後退方向Ｒｒへ移動（つまり後退）させることができる。

さらに、操作位置規制装置５０は位置検出部７７を有している。この位置検出部７７は、ハウジング７４に対するプランジャ７２のスライド位置（長手方向の位置）を検出する。ハウジング７４に対して、プランジャ７２の先端が最も前進した前進位置Ｐmaxと、プランジャ７２の先端が最も後退した後退位置Ｐminの、少なくとも一方を位置検出部７７によって検出することができる。この位置検出部７７は、例えばハウジング７４に内蔵、または図３の想像線によって示されるようにハウジング７４の外部に設けられる。

この位置検出部７７の構成の一例を説明すると、次の通りである。図３及び図４に示されるように、位置検出部７７は、プランジャ７２のばね受け部７２ｃに設けられた１つのスライド接点７７ａと、基盤７７ｂに設けられた３つの固定接点７７ｃ，７７ｄ，７７ｅとから成る、位置検出スイッチの構成である。スライド接点７７ａは、弾性を有したフォーク状の導電板によって構成されており、プランジャ７２と共に移動可能である。基盤７７ｂは、ハウジング７４に移動を規制されて収納されている。３つの固定接点７７ｃ，７７ｄ，７７ｅは、第１固定接点７７ｃと第２固定接点７７ｄと第３固定接点７７ｅとから成る。第１固定接点７７ｃは、スライド接点７７ａが常に接触可能な共通接点であり、アースしている。

第２固定接点７７ｄは、プランジャ７２が前進位置Ｐmaxに位置している場合にのみ、接触可能である。プランジャ７２が前進位置Ｐmaxに位置しているときには、位置検出部７７は最大前進位置信号（検出信号）を制御部１６に発する。

第３固定接点７７ｅは、プランジャ７２が後退位置Ｐminに位置している場合にのみ、接触可能である。プランジャ７２が後退位置Ｐminに位置しているときには、位置検出部７７は最大後退位置信号（検出信号）を制御部１６に発する。

次に、制御部１６（図１参照）によるソレノイド７１の制御構成について、図３及び図４を参照しつつ説明する。制御部１６は、励磁用コイル７３を制御系統８１によって制御している。この制御系統８１は、制御部１６とソレノイド駆動回路８２と励磁用コイル７３と電流検出器８３とから成る電気系統である。ソレノイド駆動回路８２は、制御部１６の制御信号に従って、励磁用コイル７３へ流す駆動電流を制御する。電流検出器８３は、励磁用コイル７３に流れている電流を検出し、検出信号を制御部１６に発する。

制御部１６は、ソレノイド駆動回路８２によって励磁用コイル７３に駆動電流を流すことにより、励磁用コイル７３を励磁する（ソレノイド７１をオンする）。この結果、プランジャ７２は第２付勢部材７５の付勢力に抗して後退し、スイングレバー６１をロック方向Ｒ２にスイングさせる。また、制御部１６は、ソレノイド駆動回路８２から励磁用コイル７３へ流れる駆動電流を停止させることにより、励磁用コイル７３を非励磁にする（ソレノイド７１を開放状態とする）。この結果、プランジャ７２は第２付勢部材７５の付勢力によって前進し、スイングレバー６１をアンロック方向Ｒ１にスイングさせる。

図１に示されるように、上記制御部１６は操舵角センサ９１、操舵トルクセンサ９２、モータ回転角センサ９３、出力軸回転角センサ９４、転舵軸位置センサ９５、車速センサ９６、ヨーレートセンサ９７、加速度センサ９８、その他の各種センサ９９からそれぞれ検出信号を受けて、クラッチ１５、反力モータ２３、転舵動力モータ４１及びソレノイド７１に制御信号を発する。

操舵角センサ９１は、ステアリングホイール１１の操舵角を検出する。操舵トルクセンサ９２は、ステアリング軸２１に発生する操舵トルクを検出する。この操舵トルクセンサ９２は、ステアリング軸２１のなかの、反力伝達機構２４よりもステアリングホイール１１側に配置してもよい。この配置にすることにより、操舵トルクセンサ９２によって操舵トルク（操舵負荷）を検出することができる。モータ回転角センサ９３は、反力モータ２３の回転角を検出する。出力軸回転角センサ９４は、ピニオン３５ａを有した出力軸３４の回転角を検出する。転舵軸位置センサ９５は、ラック３５ｂを有した転舵軸３６の移動位置を検出する。車速センサ９６は、車両の車輪速度を検出する。ヨーレートセンサ９７は、車両のヨー角速度（ヨー運動の角速度）を検出する。加速度センサ９８は、車両の加速度を検出する。その他の各種センサ９９には、転舵動力モータ４１の回転角を検出する回転角センサを含む。この回転角センサは、例えば、転舵動力モータ４１に備えたレゾルバによって構成される。

次に、上記構成の操作位置規制装置５０の作用について、図１及び図２を参照しつつ説明する。今、図２に示されるように、ソレノイド７１のプランジャ７２は前進した状態（伸びた状態）に保持されている。このため、スイングレバー６１のストッパ部６３はロック用ホイール５１の歯溝５３から外れている。

その後、ステアリングホイール１１を右へ操舵、つまり切り増し操作したときに、ロック用ホイール５１は時計回り方向Ｒ３（右方向Ｒ３）に回転する。ステアリングホイール１１を操舵範囲の限界点まで切り増し操作したときに、制御部１６は操舵角センサ９１の検出値に基づいて限界点に達したと判断し、ソレノイド７１の励磁用コイル７３（図３参照）を励磁させる。励磁用コイル７３は励磁することにより、プランジャ７２を後退させて、その後退状態を保持する。つまりソレノイド７１はオン（on）状態となる。この結果、スイングレバー６１は、ストッパ部６３をロック用ホイール５１の歯溝５３に入るようにスイングする。

ロック用ホイール５１が更に時計回り方向Ｒ３へ回転すると、歯５２の第１歯面５２ａはストッパ部６３の係合面６３ａに当たる。この結果、ロック用ホイール５１は時計回り方向Ｒ３への回転を、スイングレバー６１によって規制される。

従って、ステアリングホイール１１を操舵範囲の限界点まで切り増し操作したときに、転舵軸３６を軸方向へ移動可能な限界点（ラックエンド）まで移動させる前に、規制することができる。このため、転舵軸３６が移動規制用のストッパに当たらなくてすむ。転舵軸３６の軸端の部分を保護することができるとともに、衝突音の発生を防止することができる。

その後に、ステアリングホイール１１を左へ操舵、つまり切り戻し操作を開始すると、制御部１６は操舵角センサ９１の検出値に基づいて切り戻し操作を開始したと判断し、ソレノイド７１の励磁用コイル７３（図３参照）を非励磁にする。この結果、ソレノイド７１は開放状態となる。励磁用コイル７３が非励磁になるので、プランジャ７２は付勢部材７５（図３参照）の付勢力によって前進し、その前進状態を維持する。このため、スイングレバー６１は、ストッパ部６３をロック用ホイール５１の歯溝５３から離脱するようにスイングする。ロック用ホイール５１の回転が許容されるので、ステアリングホイール１１の切り戻し操作が許容される。

上記の作用は、ステアリングホイール１１を左へ操舵、つまり切り増し操作をすることによって、ロック用ホイール５１が反時計回り方向Ｒ４（左方向Ｒ４）へ回転したときにも、同様である。

次に、上記制御部１６の、より特徴的な制御内容について説明する。図３及び図４に示されるように、この制御部１６は、位置検出部７７の検出信号と、電流検出器８３の検出信号に基づいて、ソレノイド７１や制御系統８１の状態や、スイングレバー６１の状態を判断する。

例えば、次の（１）又は（２）の場合には、制御部１６は第１制御系統８１に故障が発生したと判断する。
（１）励磁用コイル７３を励磁するように、制御部１６が制御信号を発したときに、プランジャ７２が前進位置Ｐmaxから後退位置Ｐminへ到達するまでの時間が過大である。
（２）電流検出器８３によって検出された電流値が過大または過小である。

制御部１６の具体的な制御の一例を説明すると、次の通りである。図５及び図６は、制御部１６の制御フローチャートである。図１〜図４を参照しつつ、図５及び図６に基づいて制御部１６の制御について説明する。この制御部１６は、例えば車両の図示せぬイグニションスイッチ（メインスイッチ）がオンになることによって制御を開始するとともに、イグニションスイッチがオフになることによって制御を終了する。

制御部１６は制御を開始すると、先ずステップＳ０１では初期設定をすることにより、ソレノイド７１を駆動する駆動電流Ｉｓの初期値を、所定の基準指示電流ＩＡに設定する（Ｉｓ＝ＩＡ）。この基準指示電流ＩＡは、ソレノイド７１を通常に駆動することが可能な値に設定される。

次に、ソレノイド７１を駆動するか否かを判定する（ステップＳ０２）。例えば、ステアリングホイール１１を切り増し操作したときに、制御部１６は操舵範囲の限界点まで切り増し操作されたと判断した場合には、停止状態のソレノイド７１を後退方向Ｒｒへ駆動すると判定する。但し、図３に示されるように、プランジャ７２が前進位置Ｐmaxまで延びているとき、つまりソレノイド７１が停止状態であることを条件とする。例えば、ソレノイド７１が停止状態でないときには、励磁用コイル７３を一旦非励磁にすることによって、ソレノイド７１を停止状態にする。

このステップＳ０２で、ソレノイド７１を駆動すると判定したときには、ソレノイド駆動回路８２によってソレノイド７１の励磁用コイル７３に駆動電流Ｉｓを流す（ステップＳ０３）。この結果、励磁用コイル７３は励磁して、プランジャ７２を後退方向Ｒｒへ移動させる。スイングレバー６１はロック方向Ｒ２にスイングして、ロック用ホイール５１の回転を停止させる。ステップＳ０３では、同時に、ソレノイド７１に駆動電流Ｉｓを流し始めてからの駆動時間ｔｃ（経過時間ｔｃ）のカウントを開始する。

次に、ソレノイド７１の駆動に伴う実際の電流値を確認するとともに、この電流値を記憶する（ステップＳ０４）。実際の電流値は電流検出器８３によって検出される。

次に、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへ移動中であるか否かを判断する（ステップＳ０５）。移動中であるか否かは、位置検出部７７によって検出するか、または、電流検出器８３によって検出された実際の電流値を比較することによって、判断することができる。ここで、移動中であると判断した場合には、次に、ソレノイド７１に所定の駆動電流Ｉｓを流し始めてからの実際の駆動時間ｔｃが、予め設定されている一定時間ｔｓ（一定の基準駆動時間ｔｓ）を経過したか否かを判断する（ステップＳ０６）。この一定時間ｔｓは、プランジャ７２が最大前進位置Ｐmaxから最大後退位置Ｐminまで、適切に移動を完了するのに要する時間を勘案して、設定されている。

ここで、一定時間ｔｓを経過していない（ｔｓ＞ｔｃ）と判断した場合には、経過するまでステップＳ０３〜Ｓ０６を繰り返す。そして、ステップＳ０３〜Ｓ０６を繰り返す毎に、ステップＳ０４では、ソレノイド７１の駆動に伴う実際の電流値を確認するとともに、この電流値を記憶する。また、ステップＳ０５では、今回の新たな電流値を、先に記憶してあった前回の電流値と比較する。

これらのステップＳ０３〜Ｓ０６を繰り返しているときに、ステップＳ０５において、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへの移動を完了して停止したと判断した場合には、ステップＳ０７に進む。このステップＳ０７では、そのまま、励磁コイル７３の通電状態を維持することにより、プランジャ７２の後退状態を保持して、ステップＳ０２に戻る。このステップＳ０２では、ステアリングホイール１１の切り戻し操作に従って、励磁用コイル７３を非励磁にする。この結果、ソレノイド７１は停止状態になる。

その後、ステアリングホイール１１が再び切り増し操作されたときに、ステップＳ０２では、操舵範囲の限界点まで切り増し操作されたと判断した場合に、停止状態のソレノイド７１を、再び後退方向Ｒｒへ駆動すると判定する。つまり、次回以降にも、励磁用コイル７３に駆動電流Ｉｓを流すことになる。

一方、上記ステップＳ０６において、ソレノイド７１に駆動電流Ｉｓを流し始めてからの実際の駆動時間ｔｃが、予め設定されている一定時間ｔｓを経過した（ｔｓ≦ｔｃ）と判断した場合には、ソレノイド７１の動作が適切ではないと判断する。例えば、プランジャ７２の摺動部分に錆の発生や堆積物の付着があった場合には、プランジャ７２の移動時間が長くなるので、ソレノイド７１の動作は適切ではない。

その場合には、プランジャ７２の作動状態を再確認する（ステップＳ０８）。ここでは、実際の電流値が、制御部１６のメモリに予め記憶してある電流値（ソレノイド７１の駆動完了電流）に合致した場合に、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへの移動を完了したと判断する。ここで、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへの移動を、まだ完了していない、つまり移動中であると判断した場合には、ソレノイド７１の動作の不適切な状態が「重度」であると判断し、表示や報知音などによって運転者に知らせる報知器（図示せず）を駆動する（ステップＳ０９）。このステップＳ０９は、少なくともイグニションスイッチがオフになるまで保持されることが好ましい。

上記ステップＳ０８において、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへの移動を完了したと判断した場合には、ソレノイド７１の動作の不適切な状態が「軽微」であると判断する。つまり、一定時間ｔｓを経過した（ｔｓ≦ｔｃ）後ではあるものの、直後に移動を完了した軽微な状態なので、次のステップＳ１１（図６参照）に進む。

次のステップＳ１１では、次回以降にソレノイド７１へ流す駆動電流Ｉｓを、予め設定されている一定値ΔＩだけ増加させるように制御する。つまり、駆動電流Ｉｓを、上記基準指示電流ＩＡよりも一定値ΔＩだけ増加した基準指示電流ＩＢに設定する（Ｉｓ＝ＩＢ）。なお、この一定値ΔＩは、ソレノイド７１の内部の発熱などによる、特性の低下を考慮した値を上限とする。ステップＳ１１の役割は、ソレノイド７１の動作の不適切な状態が軽微なので、駆動電流Ｉｓを増すことにより、励磁用コイル７３の磁力を増大させ、その結果、プランジャ７２の移動速度を早めることにある。

次に、ステップＳ１２において、ソレノイド７１を駆動するか否かを判定し、ステップＳ１３に進む。このステップＳ１２の制御内容は、上記ステップＳ０２と同じ制御である。

以下、ステップＳ１３〜１７は、上記ステップＳ０３〜０７と同様である。つまり、ステップＳ１３は、ステップＳ０３と同じ制御をした後に、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４は、ステップＳ０４と同じ制御をした後に、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５は、ステップＳ０５と同じ判断をして、ステップＳ１６またはステップＳ１７に進む。ステップＳ１６は、ステップＳ０６と同じ判断をして、ステップＳ１３に戻るか、またはステップＳ１８に進む。ステップＳ１７は、ステップＳ０７と同じ制御をした後に、ステップＳ１２に戻る。

上記ステップＳ１６において、実際の駆動時間ｔｃが一定時間ｔｓを経過した（ｔｓ≦ｔｃ）と判断した場合には、ソレノイド７１の動作の不適切な状態が「重度」であると判断して、次のステップＳ１８に進む。つまり、上記ステップＳ１１において、駆動電流Ｉｓの値を基準指示電流ＩＢまで増大させたにもかかわらず、一定時間ｔｓを経過しても、プランジャ７２が移動中なので、ソレノイド７１の動作が適切ではないと判断する。

ステップＳ１８は、上記ステップＳ０９と同じ制御をする。つまり、表示や報知音などによって運転者に知らせる報知器を駆動する。このステップＳ１８は、少なくともイグニションスイッチがオフになるまで保持されることが好ましい。

次に、上記図５及び図６に示される制御内容によるソレノイド７１の作動を、図７の作動説明図に基づいて、図２〜図４を参照しつつ説明する。

図７（ａ）は、図５に示されるステップＳ０１において、ソレノイド７１を駆動する駆動電流Ｉｓの初期値を、所定の基準指示電流ＩＡに設定した（Ｉｓ＝ＩＡ）場合の、作動曲線を表している。この図７（ａ）では、縦軸を電流Ｉとし、横軸を時間ｔとして、励磁用コイル７３に実際に流れる電流Ｉと、励磁用コイル７３に駆動電流Ｉｓ（基準指示電流ＩＡ）を流し始めてからの駆動時間ｔｃ（経過時間ｔｃ）との関係の作動特性を表している。

細い実線によって表されている「適正時の曲線Ｑ１」は、ソレノイド７１が適正な状態のときの作動特性曲線を表している。破線によって表されている「不適正時の曲線Ｑ２」は、ソレノイド７１が適正ではない状態のときの作動特性曲線を表している。

適正時の曲線Ｑ１に示されるように、ソレノイド７１が適正な状態のときの、実際の電流値は、次のように変化する。ソレノイド７１に駆動電流ＩＡを流し始めてから、駆動時間ｔｃがｔ１１を経過したときには、大きい移動開始時電流Ｉ１が励磁用コイル７３に流れることによって、プランジャ７２は後退方向Ｒｒへ移動を開始する。その後、駆動時間ｔｃがｔ１２のとき（但し、ｔ１２＜ｔｓ）、つまり、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへの移動を完了したときに、移動開始時電流Ｉ１よりも小さい移動完了時電流Ｉ１１が励磁用コイル７３に流れる。その後、プランジャ７２が移動を完了した状態を保持しているときに、基準指示電流ＩＡが励磁用コイル７３に流れる。

一方、不適正時の曲線Ｑ２に示されるように、ソレノイド７１の動作の不適切な状態が軽微である状態のときの、実際の電流値は、次のように変化する。ソレノイド７１に駆動電流ＩＡを流し始めてから、駆動時間ｔｃがｔ２１を経過したときには、大きい移動開始時電流Ｉ２が励磁用コイル７３に流れることによって、プランジャ７２は後退方向Ｒｒへ移動を開始する。このときのプランジャ７２が移動を開始するタイミングｔ２１は、適正時の曲線Ｑ１に比べて遅い。また、移動開始時電流Ｉ２は適正時の曲線Ｑ１に比べて大きい。

その後、駆動時間ｔｃがｔ２２のとき（但し、ｔ２２＞ｔｓ）、つまり、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへの移動を完了したときに、移動開始時電流Ｉ２よりも小さい移動完了時電流Ｉ１２が励磁用コイル７３に流れる。このときのプランジャ７２が移動を完了するタイミングｔ２２は、適正時の曲線Ｑ１に比べて、時間Δｔ１だけ遅い。また、移動完了時電流Ｉ１２は適正時の曲線Ｑ１に比べて大きい。その後、プランジャ７２が移動を完了した状態を保持しているときに、基準指示電流ＩＡが励磁用コイル７３に流れる。

図７（ｂ）は、図６に示されるステップＳ１１において、ソレノイド７１を駆動する駆動電流Ｉｓの初期値を、所定の基準指示電流ＩＢに設定した（Ｉｓ＝ＩＢ）場合の、作動曲線を表している。この図７（ｂ）では、上記図７（ａ）と同様に、縦軸を電流Ｉとし、横軸を時間ｔとして、励磁用コイル７３に実際に流れる電流Ｉと、励磁用コイル７３に駆動電流Ｉｓ（基準指示電流ＩＢ）を流し始めてからの駆動時間ｔｃとの関係の作動特性を表している。上述のように、基準指示電流ＩＢは、基準指示電流ＩＡよりも一定値ΔＩだけ大きい。

細い実線によって表されている適正時の曲線Ｑ１と、破線によって表されている不適正時の曲線Ｑ２は、上記図７（ａ）に表されているものと同じである。太い実線によって表されている「駆動電流を増大した適正時の曲線Ｑ３」は、ソレノイド７１が適正な状態で、励磁用コイル７３に駆動電流Ｉｓ（基準指示電流ＩＢ）を流したときの作動特性曲線を表している。

駆動電流Ｉｓを増大した適正時の曲線Ｑ３に示されるように、ソレノイド７１が適正な状態のときの、実際の電流値は、次のように変化する。ソレノイド７１に駆動電流ＩＢを流し始めてから、駆動時間ｔｃがｔ３１を経過したときには、大きい移動開始時電流Ｉ３が励磁用コイル７３に流れることによって、プランジャ７２は後退方向Ｒｒへ移動を開始する。このときのプランジャ７２が移動を開始するタイミングｔ３１は、適正時の曲線Ｑ１に比べて遅いものの、不適正時の曲線Ｑ２に比べて早い。また、移動開始時電流Ｉ３は適正時の曲線Ｑ１や不適正時の曲線Ｑ２に比べて大きい。

その後、駆動時間ｔｃがｔ３２のとき（但し、ｔ３２＜ｔｓ）、つまり、プランジャ７２が後退方向Ｒｒへの移動を完了したときに、移動開始時電流Ｉ３よりも小さい移動完了時電流Ｉ１３が励磁用コイル７３に流れる。このときのプランジャ７２が移動を完了するタイミングｔ３２は、適正時の曲線Ｑ１に比べて、時間Δｔ２だけ遅いものの、不適正時の曲線Ｑ２に比べて早い。また、移動完了時電流Ｉ１３は適正時の曲線Ｑ１や不適正時の曲線Ｑ２に比べて大きい。その後、プランジャ７２が移動を完了した状態を保持しているときに、基準指示電流ＩＢが励磁用コイル７３に流れる。

上記説明をまとめると、次の通りである。
一般に、ソレノイド７１は、外的要因や経年変化などの何らかの要因によって、動作に変化が発生し得る。例えば、ソレノイド７１のプランジャ７２の摺動部分に、錆の発生や堆積物の付着があった場合には、プランジャ７２の移動時間が長くなる要因と、なり得る。つまり、制御部１６がソレノイド７１に基準指示電流ＩＡを流し始めてから、プランジャ７２が移動を完了するまでの駆動時間ｔｃ（移動時間ｔｃ）が長くなってしまう。これでは、可動部５１を所望の回転角または時間内に規制しにくい。車両用ストッパ装置５０を車両用ステアリング装置１０に用いた場合に、ステアリングホイール１１を所望の回転角、または時間内に規制できることが好ましい。

これに対して、本発明の車両用ストッパ装置５０は、
可動部５１と、
前記可動部５１をロックする方向に移動可能なプランジャ７２と、前記プランジャ７２を駆動する励磁用コイル７３と、を有しているソレノイド７１と、
前記ソレノイド７１を駆動制御するとともに、前記ソレノイド７１に所定の基準指示電流ＩＡを流し始めてから前記プランジャ７２が移動を完了するまでの駆動時間ｔｃが、予め設定されている一定時間ｔｓを経過したと判断した場合（図５のステップＳ０６、Ｓ０８）には、次回以降に前記ソレノイド７１へ流す前記基準指示電流ＩＡを、予め設定されている一定値ΔＩだけ増加させるように制御する（図６のステップＳ１１）制御部１６と、を含む。

このため、ソレノイド７１に所定の基準指示電流ＩＡを流し始めてからプランジャ７２が移動を完了するまでの駆動時間ｔｃが、予め設定されている一定時間ｔｓを経過したと判断した場合には、制御部１６は、ソレノイド７１の動作が適切ではないと判断する。その場合に制御部１６は、次回以降にソレノイド７１へ流す基準指示電流ＩＡを、予め設定されている一定値ΔＩだけ増加させる。励磁用コイル７３の磁力が増大するので、プランジャ７２の移動速度が増す。この結果、プランジャ７２が移動を完了するまでの駆動時間ｔｃを、予め設定されている一定時間ｔｓ以内又は一定時間ｔｓに近づけることができる。つまり、プランジャ７２の移動遅れを解消又は抑制することができる。従って、ソレノイド７１がどのような状況下に至った場合でも、車両用ストッパ装置５０の本来の適切な動作を極力維持できることが可能である。

車両用ストッパ装置５０を車両用ステアリング装置１０に用いた場合には、可動部５１及びステアリングホイール１１を、所望の回転角または時間内に規制できるので、運転者が操舵感に違和感を感じないようにすることができる。

なお、本発明による車両用ストッパ装置５０を用いた車両用ステアリング装置１０は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。例えば、図１に示されるクラッチ１５、自在軸継手３１，３１、連結軸３２、入力軸３３、出力軸３４、操作力伝達機構３５を廃止することによって、操舵部１２と転舵部１４との間を機械的に完全に分離した、ステアバイワイヤ式車両用ステアリング装置の構成でもよい。

また、ソレノイド７１は、可動部５１をスイングレバー６１（係合部６１）を介して間接的に係合する構成に限定されるものではなく、可動部５１を直接に係合する構成であってもよい。

本発明の車両用ストッパ装置５０は、車両用ステアリング装置１０に用いるのに好適である。

１０ 車両用ステアリング装置
５０ 車両用ストッパ装置
５１ 可動部
６１ スイングレバー
７１ ソレノイド
７２ プランジャ
７３ 励磁用コイル
７５ 付勢部材
ＩＡ 基準指示電流
ＩＢ 基準指示電流
Ｉｓ 駆動電流
ΔＩ 一定値
ｔｃ 駆動時間（経過時間）
ｔｓ 一定時間（基準駆動時間）

Claims (1)

1. 可動部と、
   前記可動部をロックする方向に移動可能なプランジャと、前記プランジャを駆動する励磁用コイルと、を有しているソレノイドと、
   前記ソレノイドを駆動制御するとともに、前記ソレノイドに所定の基準指示電流を流し始めてから前記プランジャが移動を完了するまでの駆動時間が、予め設定されている一定時間を経過したと判断した場合には、次回以降に前記ソレノイドへ流す前記基準指示電流を、予め設定されている一定値だけ増加させるように制御する制御部と、
   を含むことを特徴とする車両用ストッパ装置。

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