JP4515114B2

JP4515114B2 - Variable transmission ratio steering device

Info

Publication number: JP4515114B2
Application number: JP2004052514A
Authority: JP
Inventors: 修一高橋; 弘恒鈴木; 長谷川　　功; 雅弥佐藤; 兼司林; 広司川上
Original assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: JP2005088871A

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。 The present invention relates to a transmission ratio variable steering apparatus that changes a transmission ratio between a steering angle of a steering wheel and a steering angle of a steering system.

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。 Conventionally, in a transmission ratio variable steering apparatus equipped with a variable transmission ratio mechanism, a solenoid actuator has been provided in a lock mechanism that integrally connects a steering shaft coupled to a steering handle and a steered shaft that steers a wheel. (Patent Documents 1 and 2). Such a locking mechanism is designed to shift to a locked state when the steering control system including the power supply is abnormal or when the ignition is OFF, and is usually located near the engine room and away from the driver. It was.

特開平１０−３２４２６３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-324263 特開２００１−４８０３２号公報JP 2001-48032 A

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。 However, when the lock mechanism is developed when the vehicle is arranged at a position relatively close to the driver, when the lock operation is performed, the lock claw engaging claw portion of the lock mechanism and the lock groove of the lock holder The problem that the sound of collision when the wheel is engaged reaches the driver's ear and gives discomfort.

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。 In view of the above-described problems, the present invention provides a variable transmission ratio steering apparatus having a solenoid actuator capable of controlling a moving speed of a lock bar in a lock mechanism so that a collision sound during a lock operation and a lock release operation is reduced. Is to provide.

Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

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。 The transmission ratio variable steering device of the present invention is
A housing, an input shaft that is integrally rotatable with the housing and transmits a steering angle of a steering handle, a motor that is fixed in the housing and that can rotate the motor shaft, and is connected to the motor shaft, and is steered An output shaft that transmits a turning angle to the system, a transmission ratio variable mechanism that varies a transmission ratio between the steering angle and the turning angle by rotation of the motor, and the input shaft and the In a transmission ratio variable steering apparatus provided between a motor shaft and provided with a lock mechanism for locking the input shaft and the motor shaft,
The lock mechanism includes a lock bar that is movable between a lock position that mechanically connects the input shaft and the motor shaft and a non-lock position that is unlocked and is supported by the housing. The lock bar is always biased to the lock position,
The lock position is a position where a lock groove recessed in a lock holder that can rotate integrally with the motor shaft and an engagement claw portion provided in the lock bar and engageable with the lock groove are engaged. And
The non-locking position is a position where the movable member of the solenoid that receives a suction force by applying a voltage to the solenoid is in contact with a part of the lock mechanism in the suction direction in conjunction with the lock bar.
When moving the lock bar from the locked position to the unlocked position, the voltage applied to the solenoid is changed from the lock maintaining voltage that maintains the lock bar to the locked position from the first unlocked voltage. A first voltage change for accelerating the lock bar from the lock position toward the non-lock position; and after the first voltage change, changing the first non-lock voltage to a second non-lock voltage to Solenoid control means is provided for changing the applied voltage to a non-lock maintaining voltage at which the lock bar is maintained at the non-lock position after passing through a second voltage change that decelerates the lock bar, The moving speed to the non-locking position may be reduced.

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。 The lock mechanism may be configured such that when the lock bar reaches the unlocked position by the unlocking operation, a part of the mechanism interlocked with the lock bar comes into contact with another mechanism. For example, the movable member of the solenoid interlocked with the lock bar is configured to contact a part of the lock mechanism provided on the suction direction side, specifically, a solenoid case or the like that accommodates the movable member of the solenoid so as to be able to enter and exit. can do. In such a case, a collision noise is generated at the time of contact, but after the first voltage change for accelerating the lock bar from the locked position to the unlocked position is performed by the solenoid control means, the accelerated lock bar is decelerated. By performing the second voltage change, the collision sound can be reduced.

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。 In the transmission ratio variable steering apparatus according to the present invention, the first unlock voltage is higher than the unlock lock voltage, and the second unlock voltage is lower than the first unlock voltage. It may be characterized by being a voltage.

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。 When controlling the unlocking operation, the second non-locking voltage for decelerating the lock bar is lower than the first non-locking voltage for accelerating the lock bar. The first voltage change amount to the first non-lock voltage can be increased, that is, the acceleration of the lock bar can be increased. The accelerated lock bar is later decelerated by the application of the second non-lock voltage, but it is possible to shorten the time until the unlocking operation is completed by increasing the acceleration of the lock bar. .

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。 In the transmission ratio variable steering apparatus according to the present invention, the solenoid control means may be configured such that, after the second voltage change, the solenoid controls the solenoid to accelerate again from the locked position toward the unlocked position. A third voltage change for changing a voltage applied to the second non-lock voltage from the second non-lock voltage to the first non-lock voltage, the second non-lock voltage, and the third non-lock voltage. The voltage change pattern that changes in this order may be repeated at least one or more times, and then the voltage applied to the solenoid may be changed to the non-lock maintaining voltage.

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。 The unlocking operation is performed by applying the first non-locking voltage, the second non-locking voltage, and the third non-locking voltage to the solenoid, but the unlocking is not performed even when these three voltages are applied. The case is also considered a possibility. Therefore, the voltage change pattern composed of these three voltages may be executed once, but the lock release can be surely executed by performing it a plurality of times.

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。 In the variable transmission ratio steering apparatus of the present invention, the solenoid control means continues to apply the second non-locking voltage to the solenoid for a predetermined first application time, and the third non-locking device. The voltage may be continuously applied for a predetermined second application time, and the first application time may be set shorter than the second application time.

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。 When the first application time during which the second non-lock voltage is applied is long, there is a possibility that the device will be in an unlock state during the first application time. At this time, the lock bar is accelerating, and if a collision occurs at this time, the sound becomes extremely loud. The second application time during which the third unlocking voltage is applied is a state in which the lock bar is decelerated, and the unlocking state is preferably performed within the second application time. However, when the second application time is short, there is a possibility that the unlocked state is not completed within this time. Therefore, in order to shorten the first application time and increase the second application time, it is effective that the first application time is set shorter than the second application time.

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。 Further, in the transmission ratio variable steering apparatus of the present invention, the solenoid control means repeats the voltage change pattern for the solenoid a predetermined number of times, and then applies a non-locking operation voltage equal to or higher than the first unlocking voltage in advance. You may be characterized by continuing applying only for the defined 3rd application time.

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。 The unlocking operation is performed by applying the first non-locking voltage, the second non-locking voltage, and the third non-locking voltage to the solenoid, but the unlocking is not performed even when these three voltages are applied. The case is also considered a possibility. In addition, the lock may not be released even if the voltage change pattern including these three voltages is repeated a plurality of times. Therefore, unlocking can be reliably performed by applying a high voltage equal to or higher than the first unlocking voltage after these unlocking operations.

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。 Further, the transmission ratio variable steering apparatus of the present invention is characterized in that the solenoid control means performs from the start of the voltage change pattern to the end of application of the non-locking operation voltage within a predetermined time. There may be.

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。 The unlocking operation needs to be performed promptly and must be completed within a predetermined time. In addition, application of a high voltage for a long time is accompanied by heat generation of the circuit. Accordingly, it is necessary to be able to complete the unlocking operation within a certain time, and for example, it can be performed by setting the number of executions of the voltage change pattern or adjusting the application time of the non-locking operation voltage.

以下、本発明の一参考例を、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。 Hereinafter, a reference example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vehicle equipped with a so-called transmission ratio variable mechanism in which the transmission ratio between the steering angle of the steering wheel and the steering angle of the steering system is not fixed at a 1: 1 ratio but can be varied according to the vehicle speed or the like. 1 schematically shows the overall configuration of a variable transmission ratio steering apparatus for use. The solenoid actuator according to the present invention is provided in the lock mechanism 19 of the transmission ratio variable steering apparatus 1.

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、本参考例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。 1 has a configuration in which a handle shaft 3 directly connected to a steering handle 2 and a wheel turning shaft (hereinafter also referred to as a turning shaft) 8 as an output shaft are mechanically separated. Have However, a lock mechanism 19 is provided between the handle shaft 3 and the steered shaft 8 so as to connect and lock the two so as to rotate together. The steered shaft 8 is rotationally driven by controlling a steered shaft drive motor (hereinafter also simply referred to as a motor) 6 based on the angular position φ of the handle shaft 3 detected by the handle shaft angle detector 101. At this time, the rotation of the motor 6 is decelerated at a predetermined ratio by the speed reducer 7. The tip end of the steered shaft 8 extends into the gear box 9, and the pinion 10 that rotates together with the steered shaft 8 reciprocates the rack bar 11 in the axial direction, whereby the steered angles of the wheels 13 and 13 change. The pinion 10 to the wheels 13 and 13 are referred to as a steering system. In the variable transmission ratio steering apparatus 1 of this reference example , a power steering is used in which the reciprocating motion of the rack bar 11 is driven and assisted by a known hydraulic, electric or electrohydraulic power assist mechanism 12. Yes.

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。 The handle shaft 3 and the motor output shaft 36 of the motor 6 are detected by the handle shaft angle detection unit 101 and the motor angle detection unit 103, which are angle positions φ and θ due to their respective rotations, which are known angle detection units such as a rotary encoder. The detected angular positions φ and θ are input to the steering control unit 100. The steering control unit 100 also receives an input of a vehicle speed V detected by a vehicle speed detection unit (hereinafter also referred to as a vehicle speed sensor) 102, for example, a rotary encoder that detects the rotation of the wheel 13 or a tachometer. The steering control unit 100 that receives these inputs determines the target angular position Θ ′ of the steered shaft 8 based on the detected angular position φ of the handle shaft 3 and the vehicle speed V, and the steered shaft 8 is set to the target angle. A target angular position θ ′ of the motor output shaft 36 required to reach the position Θ ′ is calculated. Thereafter, the operation of the motor 6 is controlled via the motor driver 18 so that the angular position θ of the motor output shaft 36 approaches the target angular position θ ′.

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。 FIG. 2 shows a configuration example of the drive unit of the steered shaft 8 by the motor 6. In the drive unit 14, there is provided a lock mechanism 19 having a transmission ratio variable mechanism having the motor 6 and the speed reducer 7 as main components, and a solenoid actuator (hereinafter also referred to as a solenoid) 55 according to the present invention. Yes. Hereinafter, the drive unit 14 will be described. The handle shaft 3 is connected to the input shaft 20 via a universal joint 319. The input shaft 20 is connected to a motor housing (hereinafter referred to as a motor housing 6) having a motor 6 via a first coupling member 22 and a second coupling member 32. (Also referred to as a housing) 33 is coupled to a relative non-rotatable portion. A lock bar 51 constituting the lock mechanism 19 is fixed to the housing 33, and a lock holder 52 is provided on the motor output shaft.

なお、本参考例におけるモータ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。 The motor 6 in the present reference example is a brushless motor, and the power supply cable 42 is provided in such a manner as to individually supply power to the coils 35 and 35 of each phase of the brushless motor and adjacent to the rear end side of the housing 33. The cable case 43 is housed in a form wound around a hub 43a. An end portion of the power supply cable 42 opposite to that connected to the power supply terminal 50 (FIG. 3) is fixed to the hub 43 a of the cable case 43. When the handle shaft 3 rotates in the forward direction or in the reverse direction together with the housing 33 and thus the power supply terminal 50, the power supply cable 42 in the cable case 43 causes the hub 43a to be wound or fed out, thereby rotating the housing 33. Plays a role in absorbing.

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。本参考例において減速機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。 The rotation of the motor output shaft 36 is transmitted to the steered shaft 8 after being decelerated to a predetermined ratio (for example, 1/50) via the speed reducer 7. In this reference example , the speed reducer 7 is composed of a harmonic drive speed reducer. That is, an elliptical bearing 37 with an inner race is integrated with the motor output shaft 36, and a deformable thin external gear 38 is fitted to the outside thereof. And the internal gears 39 and 139 with which the steered shaft 8 is integrated via the coupling 40 mesh with the outside of the external gear 38. The internal gears 39 and 139 include an coaxially arranged internal gear (hereinafter also referred to as a first internal gear) 39 and an internal gear (hereinafter also referred to as a second internal gear) 139. It is fixed to the housing 33 and rotates together with the housing 33. On the other hand, the second internal gear 139 is not fixed to the housing 33 and is rotatable relative to the housing 33. The first internal gear 39 has no difference in the number of teeth from the external gear 38 meshing with the first internal gear 39, and does not cause relative rotation with the external gear 38. On the other hand, the second internal gear 139 has a larger number of teeth than the external gear 38, the number of teeth of the internal gear 139 is N, and the difference in the number of teeth between the external gear 38 and the internal gear 139 is n, the rotation of the motor output shaft 36. Is transmitted to the steered shaft 8 in a form decelerated to n / N.

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。本参考例においては、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（本参考例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。 FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 and shows the configuration of the lock mechanism 19. A lock bar 51 that is pivotally supported on the housing 33 constituting the lock mechanism 19 so as to be swingable around a lock pin 59 parallel to the axis thereof, and a lock holder 52 provided on the motor output shaft 36 are: The lock bar 51 is provided so as to be able to advance and retract between a lock position where both engage and a non-lock position where the lock bar 51 is retracted from a lock groove 53 recessed in the outer periphery of the lock holder 52. In the present reference example , a plurality of lock grooves 53 are formed at a predetermined interval in the circumferential direction of the lock holder 52 that rotates integrally with the steered shaft 8, and an engagement claw portion 51 a provided at the tip of the lock bar 51 is provided. Depending on the rotational angle phase of the steered shaft 8, it is selectively engaged with any one of the plurality of lock grooves 53. The locking operation is performed by releasing the excitation of the solenoid 55, and an elastic member 54 (using a spring in this reference example ) is provided that elastically returns the lock bar 51 to the locked position when the excitation of the solenoid 55 is released. . Engagement claws formed at the tip of the lock bar 51 through a projection 55a provided at the tip of the solenoid 55 and a groove formed at one end 51b of the lock bar 51 by the excitation and release operations of the solenoid 55 The part 51a approaches / separates from the lock holder 52 for locking / unlocking as described above.

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。 Next, returning to FIG. 2, the operation of the drive unit 14 when the above-described locking mechanism is in the unlocked state and the locked state will be described.

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。 When the lock bar 51 and the lock holder 52 are not engaged (in an unlocked state), the motor output shaft 36 rotates with respect to the housing 33, and the rotation passes through the external gear 38 and the first internal gear 39 and the second internal gear 39. Each is transmitted to the internal gear 139. As described above, the first internal gear 39 fixed to the housing 33 does not rotate relative to the external gear 38. As a result, the first internal gear 39 rotates at the same speed as the handle shaft 3 (that is, rotates following the handle operation). ). Further, the second internal gear 139 transmits the rotation of the motor output shaft 36 to the steered shaft 8 while decelerating, and bears the rotational drive of the steered shaft 8.

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。 When the lock bar 51 and the lock holder 52 are engaged and locked, the motor output shaft 36 cannot rotate relative to the housing 33. Of the internal gears 39 and 139 of the speed reducer 7, the first internal gear 39 is fixed to the housing 33, so that the handle shaft 3 is arranged in the order of the first internal gear 39, the external gear 38 and the second internal gear 139. Is directly transmitted to the steered shaft 8.

なお、本参考例においては、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。 In this reference example , the vehicle is kept in an unlocked state during normal travel, and when the vehicle steering control system is abnormal, such as when the ignition is turned off after the vehicle stops or when the motor 6 malfunctions, It shall be locked.

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。 Here, the control of a solenoid actuator (hereinafter also referred to as a solenoid) 55 that controls the operation of the lock bar 51 of the lock mechanism 19, which is a feature of the present invention, will be described below. These controls are performed by the steering control unit 100 shown in FIG.

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。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the steering control unit 100. The steering control unit 100 includes a CPU 111, a ROM 112 storing a control program, a RAM 113 serving as a work area for the CPU 111, and a microcomputer 110 having an input / output interface 114. Note that the microcomputer 110 receives the supply of the power supply voltage Vcc from the vehicle power supply (not shown) after the driving of the automobile is finished (that is, after the ignition is turned off), and holds the stored contents of the RAM 113. The outputs of the handle shaft angle detection unit 101, the vehicle speed detection unit 102, the motor angle detection unit 103, and the steered shaft angle detection unit 104 are distributed and input to the input / output interface 114 of the microcomputer 110. The rotation speed of the motor 6 is adjusted by PWM control. The motor driver 18 is connected to an in-vehicle battery 57 serving as a power source for the motor 6. Further, a solenoid 55 that constitutes a drive unit of the lock mechanism 19 is connected to the input / output interface 114 of the microcomputer 110 via a solenoid driver 56 that constitutes a solenoid control means.

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。 Conventionally, the locking operation of the lock mechanism 19 by the steering control unit 100 cuts off the energization to the solenoid 55 when the steering control unit 100 receives a signal based on the ignition OFF or a signal based on an abnormality in the steering control system. It was done by doing. Therefore, when the energization is interrupted, the lock bar 51 is accelerated by the elastic force of the elastic member 54, and the engaging claw portion 51a of the lock bar 51 collides with the lock groove 53 at the speed reached by the acceleration. At that time, a collision sound was generated.

本参考例では、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、本参考例においては、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。 In this reference example, the steering control unit 100 controls the energization voltage to the solenoid 55 to reduce the movement speed immediately before the lock bar 51 is engaged, such as reducing the acceleration of the lock bar 51. . Hereinafter, an example of the control method will be described. In this reference example , the energization of the solenoid coil of the solenoid 55 is assumed to be performed by a direct current from the battery power source 57. However, the energization of the solenoid coil in the present invention is not limited to direct current, and may be an alternating current signal having a predetermined frequency or more and a predetermined average voltage capable of driving the solenoid 55.

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。 When the steering control unit 100 receives a signal based on the ignition OFF, the voltage applied to the solenoid coil is subjected to pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) control, and the average voltage Va for driving the solenoid 55 is thereby calculating the duty ratio as obtained by a plurality of constant voltage value, so that its average voltage Va is zero over a predetermined time t ₀ and decreases over time, the control for changing the duty ratio Do. FIG. 5 shows the PWM control voltage Vp and its average voltage Va at this time. As a result, the lock bar 51 reduces the suction force from the solenoid 55 that resists the elastic force of the elastic member 54 over time in accordance with the decrease in the average voltage Va, while maintaining a certain time t ₀ (for example, 100 msec). Since the moving speed immediately before the engagement with the lock holder 52 can be slowed down, the collision sound at the time of engagement can be reduced.

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。 Note that the PWM control voltage Vp and the average voltage Va are not limited to those in the graph shown in FIG. As shown in FIG. 6, the average voltage Va applied to the solenoid coil is rapidly lowered to a certain voltage value V ₀ , and the lock bar 51 is moved to a certain position, and then the applied voltage from that position is changed. May be engaged with zero as zero. That is, if the voltage applied to the solenoid coil is controlled to reduce the moving speed immediately before the lock bar 51 is engaged with the lock holder 52, the collision noise during engagement is reduced. be able to.

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。 Further, in the above embodiment, in order to control the moving speed / acceleration of the lock bar 51, it has been described that the energization voltage to the solenoid coil is controlled by the PWM control of the steering control unit 100. However, the present invention is not limited to this, and it may be possible to perform control to linearly reduce the energization voltage, or an analog circuit that directly reduces the energization current to the solenoid coil without going through the steering control unit 100, such as a variable resistor. You may carry out by the circuit provided with. FIG. 7 shows an example of a solenoid drive circuit including a variable resistor 61. When an ignition ON signal is input to the transistor 83, a voltage is applied from the power source 57 to the solenoid coil 80 via the variable resistor 61. When the resistance value of the variable resistor 61 is increased with time, the energization current to the solenoid coil 80 decreases, and the moving speed of the lock bar 51 can be reduced.

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。 However, if the signal received by the steering control unit 100 is a signal such as when the current sensor 70 in FIG. 4 detects an overcurrent due to an abnormality in the steering control system, for example, malfunction of the motor 6, Therefore, it is desirable to immediately shift to the locked state without performing the above-described control for performing the locking operation over a certain time. Therefore, in this case, similarly to the conventional case, the energization to the solenoid 55 is immediately interrupted, and the lock bar 51 is accelerated to the lock position by the elastic force of the elastic member 54 and engaged with the lock holder 52.

ロック機構１９は、この参考例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。 The lock mechanism 19 is not limited to the configuration described in this reference example . For example, a lock bar (slide pin 54 of the same document) as described in Patent Document 1 (paragraphs 0017, 0018, FIG. 2) is linearly moved. It is also possible to employ a lock mechanism that is configured to advance and retract in accordance with the equation and engage / disengage with the lock groove (same pin hole 48b) of the lock holder (same rotor 48).

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参考例を、それぞれ第一参考例、第二参考例とした上で、それとは異なるソレノイド駆動制御による本発明の第三参考例について、図８を用いて説明する。図８の（ａ）は、第三参考例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に示す上記参考例の平均電圧Ｖａと同義である。 The reference examples for performing solenoid drive control with the control voltages shown in FIGS. 5 and 6 described above are referred to as a first reference example and a second reference example , respectively. A third reference example will be described with reference to FIG. (A) of FIG. 8 is a graph which shows the applied voltage to the solenoid in a 3rd reference example . 8A corresponds to the graph showing the average voltage in FIGS. 5 and 6. The applied voltage on the vertical axis is a solenoid drive voltage and is synonymous with the average voltage Va of the reference example shown in FIGS.

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ｔ０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（本参考例においては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（本参考例における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（本参考例においては０Ｖ）に減じて、ロックバー５１をロック位置に維持する。 In FIG. 8A, the applied voltage does not decrease with time as in FIGS. 5 and 6, but there is a time zone in which the voltage increases within a predetermined time t0. Yes. In the case of FIG. 8A, the voltage applied to the solenoid 55 is first changed from the non-lock maintaining voltage Vr maintaining the lock bar 51 in the unlocked position to the first lock voltage (0 V in this reference example ). Reduced. During this time, since the attractive force from the solenoid 55 disappears, the lock bar 51 starts moving toward the lock groove 53 based on the biasing of the elastic member 54 and starts to accelerate. Next, during this acceleration, the voltage applied to the solenoid 55 is changed from the first lock voltage (0V) to the second lock voltage V1 (V1 in this reference example is about 1/3 of the non-lock maintaining voltage Vr). To increase. As a result, a suction force is generated in the solenoid 55 to attract the convex portion (hereinafter also referred to as a movable member end portion) 55a toward the solenoid case 55c, so that the lock bar 51 is decelerated. During this deceleration, the lock bar 51 approaches the lock groove 53 and engages. After the engagement, the voltage applied to the solenoid 55 is reduced from the second lock voltage V1 to the lock maintaining voltage (0 V in this reference example ), and the lock bar 51 is maintained in the locked position.

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／ｓ２））。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参考例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。 At this time, the lock bar 51 receives the attractive force based on the second lock voltage V1 during the movement, decelerates, and engages during the deceleration, so that the collision sound can be reduced. FIG. 8B is a graph showing experimental results obtained by actually measuring the vibration acceleration (G) of the lock bar 51 by applying the voltage change of FIG. 8A to the solenoid 55 (FIG. 8B). ) = 1/100 (m / s2)). The magnitude of the vibration acceleration reflects the magnitude of the collision sound during engagement. In FIG. 8B, minute vibration acceleration occurs when the second lock voltage V1 is applied in FIG. 8A. Hereinafter, the solenoid drive control during the locking operation by the conventional lock mechanism and the solenoid drive control of the present reference example will be described by comparing FIG. 8 and FIG.

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。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。 FIG. 9 is a graph showing changes over time in the voltage applied to the solenoid and the vibration of the lock bar generated at that time when the solenoid drive control by the conventional lock mechanism is performed. In the conventional solenoid drive control, as shown in FIG. 9A, the voltage applied to the solenoid is immediately reduced from the non-lock maintenance voltage Vr to the lock maintenance voltage (in this case, 0 V). In this case, when the voltage applied to the solenoid becomes zero, the lock bar 51 starts accelerating toward the lock groove 53 based on the bias of the elastic member 54 and collides with the lock groove 53 without being decelerated as it is. And are engaged. FIG. 9B shows the result of measuring the vibration acceleration of the lock bar when the applied voltage shown in FIG. 9A is actually applied to the solenoid . It can be seen that the vibration acceleration is larger than in the case of FIG. 8B, and therefore the collision sound is larger than that in the case of FIG. Thus, control of the voltage applied to the solenoid as shown in (a) of FIG. 8 can be said to be effective against the reduction of the locking operation when the collision sound.

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（本参考例においては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。 However, when the solenoid drive control is performed with the applied voltage shown in FIG. 8, if the application time of the first lock voltage (0 V in this reference example ) is long, the lock bar 51 is applied during the application of the first lock voltage. May engage and become locked. In this case, since the state is the same as in FIG. 9, the collision sound due to the locking operation becomes loud. Further, when the first lock voltage is set high, the lock bar 51 is difficult to obtain acceleration, and there is a problem that the time until the lock operation is completed becomes long. Therefore, for the first lock voltage, a voltage value as small as possible is used, and the application time of the first lock voltage is set so that the lock bar 51 is not engaged at least during application of the first lock voltage. There is a need.

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（本参考例においては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ｔ０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。 Further, if the application time of the second lock voltage V1 is short, the collision of the lock bar 51 may occur when the voltage applied to the solenoid 55 becomes the lock maintaining voltage (0 V in this reference example ). is there. In this case, since the lock bar 51 at the time of the collision is in the reacceleration state, the collision sound is larger than that in FIG. Further, when the second lock voltage is high, there is a problem that the time until the lock operation is completed becomes long. Therefore, regarding the second lock voltage V1, it is necessary to set the second lock voltage V1 so that the lock is completed within a predetermined time t0. Further, since it is desirable that the lock bar 51 is engaged within the application time of the second lock voltage V1, the second lock voltage V1 is set longer, for example, longer than the application time of the first lock voltage. It is necessary to set the application time of the second lock voltage V1.

また、上記第一、第二、および第三参考例は、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、これを本発明の第一実施形態として説明を行う。 In addition, the first, second, and third reference examples relate to the locking operation, but the present invention is characterized in that it is possible to reduce the collision sound also regarding the unlocking operation. . The case where the lock is released is, for example, when the vehicle is started. In a vehicle equipped with a conventional lock mechanism, an uncomfortable collision sound associated with the unlocking operation may be heard by the driver immediately after the ignition is started. Hereinafter, the solenoid drive voltage control during the unlocking operation will be described as a first embodiment of the present invention .

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。 FIG. 10 is a graph showing changes over time in the voltage applied to the solenoid and the vibration of the lock bar when the unlocking operation of the lock mechanism using the solenoid is performed by the solenoid control means of the present invention.

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。 As shown in FIG. 10A, the applied voltage to the solenoid in this embodiment is maintained at the lock maintaining voltage (0 V in the present embodiment) before unlocking, and the lock bar 51 is maintained at the locked position. from a state where there, first, to the solenoid 55, (the Vmax in the present embodiment, the maximum applied voltage may be added to the solenoid) first unlocked voltage Vmax over time t ₁ is applied to. As a result, the movable member end 55a of the solenoid 55 connected to the lock bar 51 is attracted toward the solenoid case 55c, and the lock bar 51 is accelerated away from the lock groove 53 while resisting the bias of the elastic member 54. Let After time t ₁ has elapsed, the second unlocked voltage V2 to the solenoid voltage applied from the first unlocked voltage Vmax (V2 in this embodiment has about one-third voltage value of the maximum applied voltage Vmax) reduced to. Thereby, the attractive force to the movable member end portion 55 a by the solenoid is reduced, and the lock bar 51 is decelerated based on the urging force of the elastic member 54. After the second unlocked voltage V2 is applied during the time t ₂ is Vr in the unlocked sustain voltage Vr (the present embodiment from the second unlocked voltage V2 is about 2/3 of the maximum applied voltage Vmax, By applying this voltage, it becomes possible to maintain the unlocked state). Thus, in the time t ₃ when the non-locking sustain voltage is applied, the lock bar 51 reaches the unlock position.

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。 The unlocked position of the lock bar 51 is when the solenoid case 55c is in contact with the surface of the projecting portion 55b provided at the end 55a of the movable member (for example, plunger) of the solenoid 55. Is the position. The lock bar 51 is maintained in the unlocked position by applying a non-lock maintaining voltage Vr to the solenoid 55 to excite it, thereby applying a suction force of a certain level or more to the movable member of the solenoid 55, This is done by continuously pressing the side surface of the solenoid case 55c.

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。 FIG. 10B shows experimental results obtained by measuring the vibration acceleration (G) of the lock bar 51 when an applied voltage as shown in FIG. In (b) of FIG. 10, in the application time t ₃ of the non-locking sustain voltage Vr in (a) 10, the vibration acceleration of the micro occurs by the lock bar collision. Hereinafter, solenoid drive control at the time of unlocking operation in the conventional lock mechanism and solenoid drive control of the present embodiment will be described by comparing FIG. 10 and FIG.

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。 FIG. 14 is a graph showing changes over time in the voltage applied to the solenoid and the vibration of the lock bar when the unlocking operation is performed by the lock mechanism using the conventional solenoid. As shown in FIG. 14A, the solenoid drive control in the conventional lock mechanism is performed by immediately increasing the applied voltage to the solenoid from the lock maintaining voltage (in this case, 0 V) to the maximum applied voltage Vmax. At this time, when the applied voltage becomes the maximum applied voltage Vmax, the lock bar 51 starts accelerating in a direction away from the lock groove 53 and reaches the unlocked position without being decelerated as it is. As a result, the surface on the solenoid case side of the protrusion 55b provided at the movable member end 55a of the solenoid 55 collides with the side surface of the solenoid case 55c. FIG. 14B shows the actual result of measuring the vibration acceleration of the lock bar 51 when the applied voltage shown in FIG. 14A is actually applied to the solenoid. The vibration acceleration in FIG. 14B is larger than that in FIG. 10B. Therefore, it can be said that the control of the voltage applied to the solenoid of the present invention as shown in FIG. 10A is effective in reducing the collision noise during the unlocking operation. In the conventional lock mechanism, after entering the unlocked state, the applied voltage is reduced from the maximum applied voltage Vmax to the unlocked maintaining voltage Vr as shown in FIG. 13, and thereafter the unlocked maintaining voltage Vr is maintained. Keep unlocked in shape.

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。 However, in the case of (a) in FIG. 10, when the application time t ₁ of the long (the maximum applied voltage Vmax in the present embodiment) first unlocked voltage during said first unlocked voltage application, unlocked There is a possibility of becoming a state. In this case, it is the same state as the non-locking operation in FIG. 14, and the collision sound is extremely loud. Further, when the first non-lock voltage is low, there is a problem that the time until the unlocking operation is completed becomes long. Therefore, for the first unlocking voltage, the highest possible voltage value is used, and the application time t1 of the _first unlocking voltage is set so as not to be in the unlocking state at least during application of the first unlocking voltage. There is a need.

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。 Also, the application time t ₂ the second unlocked voltage V2 is applied, as close to zero as possible moving speed of the lock bar 51 immediately after a lapse of time t ₂ or the lock bar 51 is locked position, It is desirable to set the state immediately after starting acceleration in the direction. Thus, at time t ₃ when unlocked sustain voltage Vr is applied, when a non-locked state, and the solenoid case side surface of the projecting portion 55b provided on the movable member end 55a of the solenoid 55, the solenoid case The collision sound with the side surface of 55c can be reduced. However, if the second non-locking voltage V2 is higher than the non-locking maintaining voltage Vr, the lock bar cannot be sufficiently decelerated. Therefore, the second non-locking voltage V2 is set lower than the non-locking maintaining voltage Vr. It is desirable that

上記第一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。 In the first embodiment, the locked state is released through the first non-lock voltage, the second non-lock voltage, and the non-lock maintenance voltage. Therefore, voltage control may be performed so that the unlocking operation is completed by the voltage change pattern including these three voltages, and thereafter, the non-lock maintaining voltage Vr is continuously applied and the unlocked state is maintained. However, the unlocking operation is not necessarily performed reliably once. Therefore, as shown in FIG. 10A, the voltage change pattern composed of the three voltages (at this time, the non-lock maintaining voltage in the voltage change pattern is the third non-lock voltage of the present invention) is applied for a predetermined time. After repeating a plurality of times during ts, the applied voltage may be controlled so that the non-lock maintaining voltage is constantly applied. In consideration of the case where the unlocking operation is not performed, the maximum voltage Vmax is applied for a predetermined time tp (third application time) after repeating the voltage change pattern a plurality of times as shown in FIG. Thereafter, the non-locked state may be maintained. This makes it possible to determine the unlocked state with a very high probability.

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。 However, when a high voltage is applied to the solenoid for a long time, the temperature of the circuit is increased, and therefore the transition from the locked state to the unlocked state needs to be confirmed within 1 second at the latest. Therefore, the number of executions of the voltage change pattern is limited, and is 5 in the case of FIG. In addition, when unlocking is performed by the voltage change pattern, normally, when the voltage change pattern is executed once, the lock state is brought about. The unlocking operation should be performed as soon as possible, and the time ts ₁ for executing the first voltage change pattern is preferably set within a predetermined standard time, for example, within 0.02 s. The voltage change pattern is a repetition of the same pattern in the above embodiment, but the voltage change pattern that repeats a predetermined number of times may be set to be different for each pattern.

なお、ロック解除動作の制御は、上記第一実施形態に限られるものではない。該第一実施形態とは異なる本発明の第二実施形態を図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。 The control of the unlocking operation is not limited to the first embodiment. It will be described with reference to FIG. 12 a second embodiment of the present invention which is different from the said first embodiment. In FIG. 12, as shown in FIG. 12A, first, from the locked state where the applied voltage to the solenoid 55 is 0 V (lock maintaining voltage), the first non-lock voltage Vmax (maximum applied voltage) is applied to the solenoid 55. Voltage) is applied, and the lock bar 51 is accelerated in a direction away from the lock groove 53. Next, the first non-locking voltage Vmax is reduced to the second non-locking voltage V3 (V3 in the present embodiment has a voltage value of about 5/6 of the maximum applied voltage Vmax). As a result, the suction force to the movable member end portion 55 a is reduced, and the lock bar 51 is decelerated based on the urging force of the elastic member 54. After the application of the second non-locking voltage V3, the second non-locking voltage V3 is reduced to the non-locking maintaining voltage Vr. The lock bar 51 reaches the unlock position when the unlock lock voltage Vr is applied. Thereby, the vibration acceleration of the lock bar 51 can be reduced, that is, the collision noise can be reduced as compared with FIG. Therefore, it can be said that performing the unlocking operation based on the control voltage as shown in FIG. 12A is also effective for reducing the collision sound during the unlocking operation. Also in this case, after repeating a voltage change pattern composed of the first non-lock voltage, the second non-lock voltage, and the non-lock maintenance voltage (this is the third non-lock voltage) a plurality of times, the non-lock maintenance voltage Vr The applied voltage may be controlled so that is constantly applied. Further, after the voltage change pattern is repeated a plurality of times, the maximum applied voltage Vmax may be applied only for a predetermined time tp (third application time), and then the unlocked state may be maintained.

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。 Regarding the lock mechanism, the lock bar 51 is supported so as to be swingable while being urged by the elastic member 54 around the lock pin 59. At this time, there may be a slight gap (gap) between the lock bar 51 and the lock pin 59. In this case, the lock bar 51 and the lock bar 51 are first locked so that the gap disappears immediately after the movement starts. The pin 59 approaches and a collision occurs at this portion. In the graph showing the vibration acceleration change shown in FIG. 8, 9, 10, 12, 14 (b), the vibration due to this collision appears in the first half portion with a small amplitude, and the lock bar 51 is in the locked position or The vibration that occurs when the unlocked position is reached is shown in the latter half of the figure where the amplitude is large. According to the solenoid drive control of the present invention, it is possible to reduce both the amplitude of the first half of the vibration and the second half of the vibration as compared with the prior art.

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。 Based on the above description, the characteristics of the variable transmission ratio steering apparatus 1 of the present invention can be expressed as follows. A housing, an input shaft that is integrally rotatable with the housing and transmits a steering angle of a steering handle, a motor that is fixed in the housing and that can rotate the motor shaft, and is connected to the motor shaft, and is steered An output shaft that transmits a turning angle to the system, a transmission ratio variable mechanism that varies a transmission ratio between the steering angle and the turning angle by rotation of the motor, and the input shaft and the In a transmission ratio variable steering apparatus provided between a motor shaft and provided with a lock mechanism that locks the input shaft and the motor shaft, the lock mechanism mechanically connects the input shaft and the motor shaft. The lock bar is movable between a lock position to be coupled and an unlocked position to be unlocked, and is supported by the housing. The lock bar is always urged to the lock position, and the lock The position is The lock groove recessed in the lock holder that can rotate integrally with the motor shaft and the engagement claw portion that is provided in the lock bar and engageable with the lock groove are engaged with each other. The lock position is a position that is determined by the movable member of the solenoid that is linked to the lock bar and receives a suction force by applying a voltage to the solenoid in contact with a part of the lock mechanism in the suction direction, When moving the lock bar from the locked position to the unlocked position and when moving the lock bar from the unlocked position to the locked position, a moving time until the lock bar completes moving is determined for each case. The solenoid control means for changing the voltage applied to the solenoid over time within the moving time is provided to control the moving speed of the lock bar. Possible with variable transmission ratio steering apparatus, characterized by.

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。 As a result, the moving speed of the lock bar can be controlled, and the moving speed of the lock bar can be reduced during the locking operation and the non-locking operation. Therefore, the contact sound when the movable member in the solenoid or the member of the lock mechanism interlocked with the movable member comes into contact with another member constituting the lock mechanism can be reduced. Furthermore, since it leads also to reducing the wear of the member formed by the impact at the time of the contact repeating, it becomes possible to extend the lifetime of a locking mechanism.

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。 The characteristics of the variable transmission ratio steering device 1 of the present invention can also be expressed as follows based on FIGS. 8 (a), 10 (a), 11, 12 (a). That is, in the transmission ratio variable steering device of the present invention, when the lock bar is moved from the locked position to the unlocked position, the voltage applied to the solenoid is changed in order to move the lock bar from the locked position to the unlocked position. Non-locking voltage control is performed to perform a first voltage change and a second voltage change that changes the applied voltage to the solenoid to reduce the moving speed after the first voltage change, and the lock bar is moved to the unlock position. In order to move the lock bar from the unlocked position to the locked position, a third voltage change for changing the applied voltage to the solenoid to move the lock bar from the unlocked position to the locked position, and the moving speed is reduced after the third voltage change. Therefore, it is characterized in that a lock voltage control is performed to perform a fourth voltage change that changes the voltage applied to the solenoid. As a result, the voltage applied to the solenoid undergoes a two-stage change over time with the voltage change for accelerating the lock bar and the voltage change for decelerating. The lock operation and the non-lock operation are executed based on acceleration due to the acceleration voltage change (first and third voltage changes), and the collision sound generated at that time is the deceleration voltage change (second and fourth voltage changes). Can be reduced by controlling (change). Further, as described above, the solenoid control means of the present invention may be capable of controlling both the locking operation and the non-locking operation.

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。The figure which shows typically the whole structure of the transmission ratio variable steering apparatus for vehicles of this invention. 駆動部ユニットの一実施例を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows one Example of a drive part unit. 図２のＡ−Ａ断面図。AA sectional drawing of FIG. 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。The block diagram which shows an example of the electrical constitution of the steering control part of this invention. 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。The 1st graph showing the PWM control voltage applied to a solenoid coil, and its average voltage. 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。The 2nd graph showing the PWM control voltage applied to a solenoid coil, and its average voltage. 可変抵抗６１を備えたソレノイド駆動回路。A solenoid drive circuit including a variable resistor 61. 本発明の第三参考例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。The graph explaining the solenoid drive control at the time of the locking operation which shows the 3rd reference example of this invention. 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。The graph explaining the solenoid drive control at the time of the conventional lock operation. 本発明の第一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。The graph explaining the solenoid drive control at the time of lock release operation | movement which shows 1st embodiment of this invention. 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。The graph which shows the control voltage change at the time of actually performing lock release operation | movement using the solenoid drive control shown in FIG. 本発明の第二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。The graph explaining the solenoid drive control at the time of lock release operation | movement which shows 2nd embodiment of this invention. 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。The graph which shows the control voltage change at the time of performing lock release operation | movement by the conventional solenoid drive control. 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。The graph explaining the solenoid drive control at the time of the conventional lock release operation | movement.

Explanation of symbols

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 1 Transmission ratio variable steering device (for vehicles)
2 Steering handle 3 Handle shaft 6 Steering shaft drive motor (brushless motor, motor)
7 Reducer (Harmonic Drive Reducer)
8 Wheel turning shaft (steering shaft, output shaft)
13 Wheel 14 Drive unit 19 Lock mechanism 20 Input shaft 33 Motor housing (housing)
36 Motor output shaft (motor shaft)
38 External gear 39 First internal gear 139 Second internal gear 51 Lock bar 51a Engaging claw 52 Lock holder 53 Lock groove 54 Elastic member 55 Solenoid (solenoid actuator)
56 Solenoid driver (solenoid control means)
100 Steering control unit 110 Microcomputer 111 CPU
112 ROM
113 RAM
114 I / O interface

Claims

A housing, an input shaft that is integrally rotatable with the housing and transmits a steering angle of a steering handle, a motor that is fixed in the housing and that can rotate the motor shaft, and is connected to the motor shaft, and is steered An output shaft that transmits a turning angle to the system, a transmission ratio variable mechanism that varies a transmission ratio between the steering angle and the turning angle by rotation of the motor, and the input shaft and the In a transmission ratio variable steering apparatus provided between a motor shaft and provided with a lock mechanism for locking the input shaft and the motor shaft,
The lock mechanism includes a lock bar that is movable between a lock position that mechanically connects the input shaft and the motor shaft and a non-lock position that is unlocked and is supported by the housing. The lock bar is always biased to the lock position,
The lock position is a position where a lock groove recessed in a lock holder that can rotate integrally with the motor shaft and an engagement claw portion provided in the lock bar and engageable with the lock groove are engaged. And
The non-locking position is a position where the movable member of the solenoid that receives a suction force by applying a voltage to the solenoid is in contact with a part of the lock mechanism in the suction direction in conjunction with the lock bar.
When moving the lock bar from the locked position to the unlocked position, the voltage applied to the solenoid is changed from the lock maintaining voltage that maintains the lock bar to the locked position from the first unlocked voltage. A first voltage change for accelerating the lock bar from the lock position toward the non-lock position; and after the first voltage change, changing the first non-lock voltage to a second non-lock voltage to Solenoid control means for changing the applied voltage to a non-lock maintaining voltage at which the lock bar is maintained at the non-lock position after passing through a second voltage change that decelerates the lock bar is provided. A transmission ratio variable steering apparatus characterized by decelerating a moving speed to an unlocked position.

Said first non-locking voltage, said a higher voltage than the unlocked sustain voltage, and the second unlocked voltage than said first non-locking voltage to claim 1, characterized in that the low-voltage The transmission ratio variable steering apparatus as described.

The solenoid control means, after the second voltage change, in order to accelerate the lock bar from the locked position toward the unlocked position again, to apply the voltage applied to the solenoid, the second unlocked voltage A voltage change pattern in which the first non-locking voltage, the second non-locking voltage, and the third non-locking voltage change in this order. 3. The transmission ratio variable steering device according to claim 1 , wherein the transmission voltage is changed to the non-lock maintaining voltage after repeatedly performing at least one or more times.

The solenoid control means continues to apply the second non-locking voltage to the solenoid for a predetermined first application time, and applies the third non-locking voltage for a predetermined second application time. The transmission ratio variable steering apparatus according to claim 3 , wherein the first application time is set shorter than the second application time while the voltage is continuously applied.

The solenoid control means continues applying a non-locking operation voltage equal to or higher than the first non-locking voltage to the solenoid for a predetermined third application time after repeating the voltage change pattern a predetermined number of times. The transmission ratio variable steering apparatus according to claim 3 or 4 , characterized in that:

6. The transmission ratio variable steering apparatus according to claim 5 , wherein the solenoid control unit performs from a start of the voltage change pattern to an end of application of the non-locking operation voltage within a predetermined time.

The locking mechanism according to the lock holder of the lock grooves are recessed in the periphery, to the housing; and a lock bar that is swingably supported by the parallel pivot around its axis Item 7. The transmission ratio variable steering device according to any one of Items 1 to 6 .