JP4946220B2

JP4946220B2 - 車両用操舵装置

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Publication number: JP4946220B2
Application number: JP2006189746A
Authority: JP
Inventors: 研一郎日高; 尚志亀谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2012-06-06
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Description

本発明は、操舵ハンドルのハンドル角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を電動アクチュエータの回転出力により変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵装置に関する。

従来、ハンドル角及び転舵角間の伝達比が変化するときに電動アクチュエータに連動して回転する回転部材を設け、この回転部材の係止により伝達比可変機構のロックを実現する車両用操舵装置が知られている。この種の車両用操舵装置では、回転部材を係止する部材が回転部材から離脱することによって伝達比可変機構のロックが解除されるが、例えば特許文献１に開示されるように回転部材を電動アクチュエータによって回転させることで、当該ロック解除を確認することができる。
特開２００１−４８０３２号公報

さて、上述した種の車両用操舵装置では、通常、電動アクチュエータの回転角をメモリ等の記憶手段に記憶させ、その記憶値を記憶手段から適宜読み出して伝達比の制御に利用しているため、伝達比の制御を正しく行う上で記憶手段が正常であることが不可欠となる。そこで、例えば通常の作動における回転角の限界値等を閾値として、記憶手段から読み出した回転角が閾値を超えることにより記憶手段の異常を検知する方法が考えられるが、この方法には次のような問題が内在している。即ちその問題とは、伝達比可変機構のロック及びロック解除が繰り返されるような特殊なケースでは、例えばロック解除確認時の電動アクチュエータの回転方向が一定方向に制限されていると、記憶手段に記憶させる回転角自体が閾値を超えてしまい、誤って異常と認識されるというものである。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、異常を正確に検知する車両用操舵装置を提供することにある。

請求項１〜４に記載の発明によると、伝達比可変機構は、操舵ハンドルのハンドル角と電動アクチュエータの回転角（以下、解決手段の欄では、電動アクチュエータの回転角を「アクチュエータ回転角」という。）との和に対して転舵輪の転舵角を線形変化させる。故に、車両の停止状態において回転部材を電動アクチュエータに連動して回転させることにより伝達比可変機構のロック解除を確認する前と後では、アクチュエータ回転角は変化するが、転舵角は変化しないので、ハンドル角とアクチュエータ回転角との和は一定に保持される。

そこで、請求項１に記載の発明によると、ロック解除確認前のハンドル角及びアクチュエータ回転角の和を初期和として記憶手段に記憶する。そして、ロック解除確認後のハンドル角及びアクチュエータ回転角の和が、記憶手段から読み出した初期和と異なることにより、記憶手段の異常を検知する。これによれば、ロック解除の確認によってアクチュエータ回転角は変化しても、解除確認後の和の値は正常な記憶手段から読み出される解除確認前の初期和と等しくなるはずであるので、それらの和が異なることによる異常検知は、アクチュエータ回転角に依存しない正確なものとなる。尚、初期和としては、例えば請求項２に記載の発明のように伝達比可変機構のロック状態におけるハンドル角及びアクチュエータ回転角の和、即ちある期間、変動が規制される物理量を採用することにより、当該初期和を容易に且つ正確に得ることができる。

また一方、請求項３に記載の発明によると、ロック解除確認前のハンド及びアクチュエータ回転角をそれぞれ初期ハンドル角及び初期回転角として記憶手段に記憶する。そして、ロック解除確認後のハンドル角及びアクチュエータ回転角の和が、記憶手段からそれぞれ読み出した初期ハンドル角及び初期回転角の和と異なることにより、記憶手段の異常を検知する。これによれば、ロック解除の確認によってアクチュエータ回転角は変化しても、解除確認後の和の値は正常な記憶手段から読み出される解除確認前の初期ハンドル角及び初期回転角の和と等しくなるはずであるので、それらの和が異なることによる異常検知は、アクチュエータ回転角に依存しない正確なものとなる。尚、初期ハンドル角及び初期回転角としては、例えば請求項４に記載の発明のように伝達比可変機構のロック状態におけるハンドル角及びアクチュエータ回転角、即ちある期間、変動が規制される物理量をそれぞれ採用することにより、それらの物理量を容易に且つ正確に得ることができる。

請求項５に記載の発明では、例えば伝達比可変機構のロック及びロック解除が繰り返されて、そのロック解除の確認によりアクチュエータ回転角が閾値を超えた状態下、伝達比可変機構が再びロックされる可能性がある。そこで、請求項５に記載の発明によると、伝達比可変機構のロック状態におけるアクチュエータ回転角を初期回転角として記憶手段に記憶すると共に、当該初期回転角と設定回転方向の閾値との大小関係を表す初期情報をも記憶手段に記憶する。そして、記憶手段から読み出した初期回転角の閾値との大小関係が、記憶手段から読み出した初期情報の表す大小関係と異なることにより、記憶手段の異常を検知する。これによれば、伝達比可変機構のロック状態において閾値を超えるアクチュエータ回転角が初期回転角として記憶手段に記憶されると、正常な記憶手段からは、閾値を超える初期回転角が読み出されてしまう。しかし、初期回転角と閾値との大小関係を表す初期情報は、ロック状態において記憶手段に記憶された後に初期回転角と共に読み出されるので、記憶手段が正常であれば、ロック状態において初期回転角自体が閾値を超えていたことを当該初期情報から認識可能となる。故に、記憶手段から読出の初期回転角と閾値との大小関係が記憶手段から読出の初期情報の大小関係と異なることによれば、アクチュエータ回転角が閾値を超えた場合であっても正確に、記憶手段の異常を検知することができる。

請求項６に記載の発明によると、記憶手段から読出の初期回転角と閾値との大小関係が記憶手段から読出の初期情報における大小関係と一致することにより記憶手段の正常を検知した場合には、伝達比可変機構のロックを解除させ、当該ロック解除を確認する。これによりロック解除確認後には、例えば正常な記憶手段に記憶させたアクチュエータ回転角を適宜読み出して伝達比の制御に利用することにより、当該伝達比制御を正確に行うことが可能となる。

請求項７に記載の発明によると、伝達比可変機構のロック状態におけるアクチュエータ回転角を初期回転角として記憶手段に記憶する。そして、伝達比可変機構のロック解除を確認した後のアクチュエータ回転角が、記憶手段から読み出した初期回転角と異なる場合には、電動アクチュエータを制御してアクチュエータ回転角を当該初期回転角へと戻す。これによれば、ロック解除の確認によってアクチュエータ回転角が閾値を超えたとしても、閾値を超えない初期回転角までアクチュエータ回転角を戻した状態下、伝達比可変機構をロックすることが可能になる。この場合、閾値を超えない初期回転角を記憶手段に記憶させることができるので、正常な記憶手段からは、閾値を超えない初期回転角が読み出されることとなる。したがって、記憶手段から読出の初期回転角が閾値を超えることによる異常検知は、正確なものとなる。

請求項８に記載の発明によると、記憶手段から読出の初期回転角が閾値を超えないことにより記憶手段の正常を検知した場合には、伝達比可変機構のロックを解除させ、当該ロック解除を確認する。これによりアクチュエータ回転角の初期回転角への戻しは、記憶手段が正常の場合のロック解除確認後に実行されることになるので、当該戻しの実行条件を構成し且つ当該戻しの目標点となる初期回転角として正確な値を記憶手段から読み出すことができる。

請求項９に記載の発明によると、伝達比可変機構のロック状態におけるアクチュエータ回転角を初期回転角として記憶手段に記憶する。そして、記憶手段から読み出した初期回転角の設定回転方向の閾値との差が許容値を下回る場合には、伝達比可変機構のロックを解除させ、設定回転方向を反転するように電動アクチュエータを制御して当該ロック解除を確認する。これによれば、電動アクチュエータの設定回転方向を反転させることにより初期回転角と閾値との差を許容値よりも広げた状態において、伝達比可変機構をロックすることが可能になる。この場合、ロック及びロック解除が繰り返されて、そのロック解除の確認によりアクチュエータ回転角が閾値近傍まで変化したとしても、閾値を超えない初期回転角を記憶手段に記憶させることができるので、正常な記憶手段からは、閾値を超えない初期回転角が読み出されることとなる。したがって、記憶手段から読出の初期回転角が閾値を超えることによる異常検知は、正確なものとなる。

請求項１０に記載の発明によると、記憶手段から読出の初期回転角と閾値との差が許容値以上である場合には、伝達比可変機構のロックを解除させ、設定回転方向を保持するように電動アクチュエータを制御して当該ロック解除を確認する。これによれば、例えば従来と同様な方法によって正確にロック解除を確認することができる。

請求項１１に記載の発明によると、ロック解除確認のために変化させるアクチュエータ回転角は許容値よりも小さいので、設定回転方向を保持した電動アクチュエータの回転によりアクチュエータ回転角が閾値を超える事態を回避することができる。

請求項１２に記載の発明によると、記憶手段から読出の初期回転角が閾値を超えないことにより記憶手段の正常を検知した後において、伝達比可変機構のロックを解除させ、当該ロック解除を確認する。これによりロック解除並びに解除確認は、記憶手段が正常の場合に実行されることになるので、それら作動の実行条件を構成する初期回転角として正確な値を記憶手段から読み出すことができる。

尚、電動アクチュエータとしては、例えば請求項１３に記載の発明のように電動モータの回転を減速部により減速して出力するものを採用することができる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
図１に示すように、本発明の第一実施形態による車両用操舵装置１は、伝達比可変機構１０、ロック機構３０及び操舵制御装置５０等から構成されている。

伝達比可変機構１０は、入力軸１２、ハンドル角センサ１３、出力軸１４、電動アクチュエータ１６及び回転角センサ１７を備えている。入力軸１２は、車両の操舵ハンドル２に連結されている。ハンドル角センサ１３は入力軸１２に付設され、操舵ハンドル２のハンドル角θｈに関するデータを出力する。出力軸１４は、ラックアンドピニオン式のギア装置３及びラック軸４を介して車両の左右の転舵輪５Ｒ，５Ｌに連繋している。また、出力軸１４は、電動アクチュエータ１６に連結されている。

図２に示すように電動アクチュエータ１６は、電動モータ１８の出力側に減速部１９を組み合わせたものである。具体的には、電動モータ１８はサーボモータ等であり、内部コイルが通電されることによりモータ軸１８ａを回転させる。遊星ギア機構からなる減速部１９において、サンギア１９ａは電動モータ１８のモータ軸１８ａに連結されており、リングギア１９ｂは出力軸１４に連結されている。また、減速部１９においてサンギア１９ａ及びリングギア１９ｂ間に設けられている複数の遊星ギア１９ｃは、遊星キャリア１９ｄにより遊星運動可能に支持されており、この遊星キャリア１９ｄが入力軸１２に連結されている。したがって、減速部１９は、電動モータ１８の回転を減速して入出力軸１２，１４側へと出力することができる。ここで、減速部１９からの出力回転角θａについては、モータ軸１８ａの回転角θｍと減速部１９の減速比Ｋとを用いた下記の式（１）にて表すことができる。
θａ＝Ｋ・θｍ・・・（１）

図１に示すように、回転角センサ１７は電動モータ１８に付設され、図２に示すモータ軸１８ａの回転角θｍに関するデータを出力する。

以上の構成により伝達比可変機構１０では、操舵ハンドル２のハンドル角θｈに加え、電動アクチュエータ１６の減速部１９からの出力回転角θａが出力軸１４へと伝達される。したがって、伝達比可変機構１０は、ハンドル角θｈと回転角θａとの和を出力軸１４から出力することとなる。ここで、伝達比可変機構１０の入出力軸１２，１４間における見かけ上のギア比Ｇは下記の式（２）にて表すことができるので、ハンドル角θｈと転舵輪５Ｒ，５Ｌの転舵角θｓとの間の伝達比（ステアリングレシオ）Ｒはギア装置３のギア比ｇを用いた下記の式（３）にて表される。したがって、この式（３）から伝達比Ｒは、電動アクチュエータ１６の回転出力によって変化することが判る。また、式（３）から転舵角θｓは下記の式（４）にて表すことができるので、転舵角θｓはハンドル角θｈ及び回転角θａの和に対して線形変化することが判る。さらに式（４）から、転舵輪５Ｒ，５Ｌと車両走行路との間の摩擦により転舵角θｓの変化が規制される車両停止状態においては、電動アクチュエータ１６の回転出力に拘らずハンドル角θｈ及び回転角θａの和が一定に保たれることが判る。
Ｇ＝１＋θａ／θｈ・・・（２）
Ｒ＝ｇ・Ｇ＝ｇ・（１＋θａ／θｈ）・・・（３）
θｓ＝ｇ・（θｈ＋θａ）・・・（４）

図３に示すようにロック機構３０は、ロックホルダ３１、ロックアーム３２及びアーム駆動部３３を備えている。ロックホルダ３１は円盤状に形成され、電動モータ１８のモータ軸１８ａに同心的に装着されている。ロックホルダ３１の外周縁部には、回転中心側へ凹む複数の係合凹部３６が等間隔に設けられている。

ロックアーム３２は円孤状に形成され、ロックホルダ３１の外周側に配置されている。ロックアーム３２の基端部は、揺動可能に支持されている。ロックアーム３２の中間部には、ロックホルダ３１側へ突出する係合突部３７が設けられている。ロックホルダ３１側へのロックアーム３２の揺動により係合突部３７がロックホルダ３１のいずれかの係合凹部３６に係合するときには、モータ軸１８ａに装着のロックホルダ３１がロックアーム３２により係止されるため、伝達比可変機構１０が作動ロックされる。一方、ロックホルダ３１とは反対側へのロックアーム３２の揺動により係合突部３７がロックホルダ３１のいずれの係合凹部３６からも離脱するときには、ロックホルダ３１がモータ軸１８ａと共に回転自在となるため、伝達比可変機構１０のロックが解除される。アーム駆動部３３は、駆動コイルが通電されることにより発生する電磁力を利用してロックアーム３２を揺動させる。

図１に示すように操舵制御装置５０は、コンピュータ部５１、メモリ部５２、インタフェース部５３、駆動回路部５４及び内部バス５５を備えている。コンピュータ部５１はマイクロコンピュータからなり、内部バス５５を介して各部５２〜５４に接続されている。メモリ部５２は例えばＥＥＰＲＯＭからなり、コンピュータ部５１から与えられるデータを記憶すると共にコンピュータ部５１からの読出指令に応じて記憶データをコンピュータ部５１へ与える。インタフェース部５３はセンサ１３，１７に接続されており、センサ１３，１７の出力データをコンピュータ部５１へ与える。駆動回路部５４は電動モータ１８の内部コイルに接続されており、コンピュータ部５１からのモータ駆動指令に応じて当該内部コイルを通電する。また、駆動回路部５４はアーム駆動部３３の駆動コイルに接続されており、コンピュータ部５１からのロック機構駆動指令に応じて当該駆動コイルを通電する。

次に、操舵制御装置５０が実施する制御処理について、図４を参照しつつ説明する。尚、この制御処理は、コンピュータ部５１のＲＯＭに記憶されている制御プログラムをコンピュータ部５１のＣＰＵが実行することにより、実現されるものである。

制御処理のステップ（以下、ステップＳを「Ｓ」と略記する。）１０１では、車両のエンジンが停止したか否かをコンピュータ部５１により判定し、肯定判定がなされると、Ｓ１０２へ移行する。ここでエンジンの停止は、例えばイグニッションスイッチの車両ユーザによるオフ操作によって検知してもよいし、アイドルストップ式エンジンの制御回路による停止指令によって検知してもよい。

Ｓ１０２では、コンピュータ部５１が駆動回路部５４へロック機構駆動指令を与えることによりロックアーム３２を駆動して、伝達比可変機構１０をロックする。このロック状態下、Ｓ１０３では、センサ１３，１７の出力データに基づいてコンピュータ部５１がハンドル角θｈと回転角θａとを検知する。Ｓ１０４では、Ｓ１０３において検知されたハンドル角θｈと回転角θａとの和（θｈ＋θａ）をコンピュータ部５１により演算し、その演算結果を初期和θａｄｄ０としてメモリ部５２に記憶する。

Ｓ１０５では、エンジンが始動したか否かをコンピュータ部５１により判定し、肯定判定がなされると、Ｓ１０６へ移行する。ここでエンジンの始動は、例えばイグニッションスイッチのユーザによるオン操作によって検知してもよいし、アイドルストップ式エンジンの制御回路による始動指令によって検知してもよい。

Ｓ１０６では、Ｓ１０４においてメモリ部５２に記憶された初期和θａｄｄ０をコンピュータ部５１がメモリ部５２から読み出す。

Ｓ１０７では、コンピュータ部５１が駆動回路部５４へロック機構駆動指令を与えることによりロックアーム３２を駆動して、伝達比可変機構１０のロックを解除する。Ｓ１０８では、コンピュータ部５１が駆動回路部５４へモータ駆動指令を与えることにより電動アクチュエータ１６の電動モータ１８を回転駆動（以下、この回転駆動を「ＡＣＴ回転駆動」という。）して、ロックホルダ３１を連動的に回転させる。このときモータ駆動指令は、正転方向及び逆転方向のうち一方である設定回転方向Ｄへリングギア１９ｂが設定値Δθｅの角度で回転するように、生成される。尚、ここで設定値Δθｅは、ロックホルダ３１の係合凹部３６からロックアーム３２の係合突部３７が完全に離脱したことを確認可能な回転角度、例えば係合凹部３６の回転方向の幅よりも大きくなるように設定される。Ｓ１０９では、Ｓ１０８による回転角θａの変化量が設定値Δθｅとなったか否かを、回転角センサ１７の出力データに基づいてコンピュータ部５１により判定する。その結果、否定判定がなされた場合には、伝達比可変機構１０の異常によりロックを解除できないとしてＳ１１４へ移行し、当該異常をユーザに報知する。一方、肯定判定がなされた場合には、伝達比可変機構１０のロック解除が確認されたとして、Ｓ１１０へ移行する。

Ｓ１１０では、センサ１３，１７の出力データに基づいてコンピュータ部５１がハンドル角θｈと回転角θａとを検知する。Ｓ１１１では、Ｓ１１０において検知されたハンドル角θｈと回転角θａとの和（θｈ＋θａ）をコンピュータ部５１により演算し、その演算結果を比較和θａｄｄとして定義する。Ｓ１１２では、Ｓ１０６において読み出された初期和θａｄｄ０と、Ｓ１１１において演算された比較和θａｄｄとを比較し、それらθａｄｄ０，θａｄｄが等しいか否かをコンピュータ部５１により判定する。

ここで、エンジンの停止中並びに始動直後に実行される少なくともＳ１０３〜Ｓ１１０の間は、車両は停止状態にあると考えることができる。それ故、Ｓ１０３において検知されたハンドル角θｈ及び回転角θａの和、即ち初期和θａｄｄ０と、Ｓ１１０において検知されたハンドル角θｈ及び回転角θａの和、即ち比較和θａｄｄとは、先述した原理によって互いに等しくなるはずである。しかしながら、メモリ部５２に異常が発生している場合、Ｓ１０６において読み出される初期和θａｄｄ０の値に誤差が生じるおそれがある。そこで、本実施形態のＳ１１２では、初期和θａｄｄ０と比較和θａｄｄとが相異なる場合には、メモリ部５２の異常を検知したとしてＳ１１４へ移行し、当該異常をユーザに報知する。一方、初期和θａｄｄ０と比較和θａｄｄとが等しい場合には、メモリ部５２の正常を検知したとしてＳ１１３へ移行する。

Ｓ１１３では、エンジンが停止するまで、伝達比制御を実行する。ここで伝達比制御は、車速といった車両状態情報の他、ハンドル角θｈ、回転角θａ、転舵角θｓ等に応じたＡＣＴ回転駆動を実現するようにコンピュータ部５１がモータ駆動指令を生成して、伝達比Ｒを変化させるものである。尚、伝達比制御において、車両状態情報、ハンドル角θｈ、回転角θａ、転舵角θｓ等はメモリ部５２に随時記憶され、必要に応じて読み出されることとなる。

以上の第一実施形態によると、エンジンの停止及び始動が繰り返されると、伝達比可変機構１０のロック（Ｓ１０２）及びロック解除（Ｓ１０７）も繰り返されて、その繰り返し毎にロック解除確認のためのＡＣＴ回転駆動（Ｓ１０８）が実行される。しかしながら、メモリ部５２の正異常判定（Ｓ１１２）は、ロック解除の確認前後における回転角θａ及びハンドル角θｈの和、即ち車両停止状態においては電動アクチュエータ１６の回転角θａに依存しない物理量に基づき実施されるので、当該判定が正確なものとなる。

さらに、エンジンが停止して再始動するまでの間に実現される伝達比可変機構１０のロック状態（Ｓ１０３）では、ハンドル角θｈ及び回転角θａの変動が機械的に規制される。故に、それらハンドル角θｈ及び回転角θａの和である初期和θａｄｄ０を正確に取得して、正異常判定（Ｓ１１２）に利用することが可能となるので、当該判定がさらに正確なものとなる。

尚、ここまで説明した第一実施形態では、ロック機構３０が「ロック手段」に相当し、ロックホルダ３１が「回転部材」に相当し、コンピュータ部５１が「制御手段」及び「検知手段」に相当し、メモリ部５２が「記憶手段」に相当する。

（第二実施形態）
図５に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の制御処理に対する変形例である。第二実施形態では、第一実施形態のＳ１０４に代えてＳ２０４が実行され、第一実施形態のＳ１０６に代えてＳ２０６が実行される。

具体的にＳ２０４では、Ｓ２０３において検知されたハンドル角θｈ及び回転角θａをそれぞれ、ロック状態における初期ハンドル角θｈ０及び初期回転角θａ０としてメモリ部５２に記憶する。

Ｓ２０６では、Ｓ２０４においてメモリ部５２に記憶された初期ハンドル角θｈ０及び初期回転角θａ０をコンピュータ部５１がメモリ部５２から読み出す。さらにＳ２０６では、読み出した初期ハンドル角θｈ０及び初期回転角θａ０の和（θｈ０＋θａ０）をコンピュータ部５１により演算し、その演算結果を初期和θａｄｄ０として定義する。

尚、Ｓ２０１〜Ｓ２０３，Ｓ２０５，Ｓ２０７〜Ｓ２１４については、それぞれ第一実施形態のＳ１０１〜Ｓ１０３，Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１１４と実質的に同一内容である。

以上説明した第二実施形態によっても、メモリ部５２の正異常判定（Ｓ２１２）が、車両停止状態では電動アクチュエータ１６の回転角θａに依存しない物理量に基づき実施されるので、当該判定が正確なものとなる。さらに、伝達比可変機構１０のロック状態（Ｓ２０３）ではハンドル角θｈ及び回転角θａの変動が規制されるので、それらの物理量を初期ハンドル角θｈ０及び初期回転角θａ０として初期和θａｄｄ０の演算（Ｓ２０６）に利用することにより、当該初期和θａｄｄ０を用いた正異常判定（Ｓ２１２）がさらに正確なものとなる。

（第三実施形態）
図６に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の制御処理に対する変形例である。第三実施形態では、第一実施形態のＳ１０３，Ｓ１０４に代えてＳ３０３〜Ｓ３０７が実行され、第一実施形態のＳ１０５と実質的に同一内容のＳ３０８の後に図６の如きＳ３０９，Ｓ３１０が実行される。

具体的にＳ３０３では、回転角センサ１７の出力データに基づいてコンピュータ部５１が回転角θａを検知する。Ｓ３０４では、Ｓ３０３において検知された回転角θａをコンピュータ部５１がロック状態での初期回転角θａ０としてメモリ部５２に記憶する。Ｓ３０５では、Ｓ３０３において検知された回転角θａ、即ち初期回転角θａ０と、コンピュータ部５１のＲＯＭに記憶の閾値θｔｈとを比較し、初期回転角θａ０が閾値θｔｈを超えているか否かをコンピュータ部５１により判定する。ここで閾値θｔｈは、転舵輪５Ｒ，５Ｌが直進方向を向く状態での回転角θａを基準点（零点）として、通常の作動によって回転角θａが当該基準点から少なくとも設定回転方向Ｄに取り得る値に設定されている。そして、この閾値θｔｈに基づき肯定判定がなされた場合、即ち初期回転角θａ０が閾値θｔｈを超えている場合には、Ｓ３０６においてコンピュータ部５１がメモリ部５２に記憶のフラグＦをオンに設定した後、Ｓ３０８へと移行する。一方、否定判定がなされた場合、即ち初期回転角θａ０が閾値θｔｈを超えていない場合には、Ｓ３０７においてコンピュータ部５１がメモリ部５２に記憶のフラグＦをオフに設定した後、Ｓ３０８へと移行する。このようにフラグＦは、伝達比可変機構１０のロック状態における初期回転角θａ０と閾値θｔｈとの大小関係を表す「初期情報」に相当する。

Ｓ３０９では、Ｓ３０４においてメモリ部５２に記憶された初期回転角θａ０と、Ｓ３０６又はＳ３０７において設定されたフラグＦとを、コンピュータ部５１がメモリ部５２から読み出す。Ｓ３１０では、Ｓ３０９において読み出された初期回転角θａ０と、コンピュータ部５１に記憶の閾値θｔｈとを比較し、それらの大小関係が、Ｓ３０９において読み出されたフラグＦの表す大小関係と一致するか否かをコンピュータ部５１により判定する。

ここで、メモリ部５２が正常であれば、初期回転角θａ０と閾値θｔｈとの大小関係はフラグＦの表す大小関係と一致するはずである。そこで図７に示すように、初期回転角θａ０が閾値θｔｈ以下且つフラグＦがオンである場合、又は初期回転角θａ０が閾値θｔｈよりも大きく且つフラグＦがオフである場合には、比較の大小関係が異なることによりメモリ部５２の異常を検知したとして、Ｓ３１５へ移行する。一方、初期回転角θａ０が閾値θｔｈよりも大きく且つフラグＦがオンである場合、又は初期回転角θａ０が閾値θｔｈ以下であり且つフラグＦがオフである場合には、比較の大小関係が一致することによりメモリ部５２の正常を検知したとして、Ｓ３１１へ移行する。

尚、Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３１１〜Ｓ３１３，Ｓ３１４，Ｓ３１５については、それぞれ第一実施形態のＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０７〜Ｓ１０９，Ｓ１１３，Ｓ１１４と実質的に同一内容である。

以上の第三実施形態では、伝達比制御（Ｓ３１４）の実行開始後、操舵ハンドル２が操作されることなくエンジンが停止すると、次の回の制御処理が開始されて伝達比可変機構１０がロックされる（Ｓ３０２）。この時点においては、前回の制御処理のＡＣＴ回転駆動（Ｓ３１２）によって回転角θａが閾値θｔｈを超えている可能性がある。この場合、閾値θｔｈを超える回転角θａが初期回転角θａ０としてメモリ部５２に記憶される（Ｓ３０４）ため、正常なメモリ部５２から読み出される初期回転角θａ０（Ｓ３０９）もまた、閾値θｔｈを超えたものとなる。しかし、第三実施形態によると、初期回転角θａ０及び閾値θｔｈの大小関係を表すフラグＦをメモリ部５２に一旦記憶して（Ｓ３０６）、初期回転角θａ０と共に読み出している（Ｓ３０９）ので、メモリ部５２が正常であれば、読み出したフラグＦと初期回転角θａ０との間に矛盾は生じなくなる。したがって、読み出したフラグＦ及び初期回転角θａ０に基づく上述の正異常判定（Ｓ３１０）によれば、回転角θａが閾値θｔｈを超えた場合であっても、メモリ部５２の異常を正確に検知することができる。

（第四実施形態）
図８に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の制御処理に対する変形例である。第四実施形態では、第一実施形態のＳ１０３，Ｓ１０４に代えてＳ４０３，Ｓ４０４が実行され、第一実施形態のＳ１０６に代えてＳ４０６，Ｓ４０７が実行され、第一実施形態のＳ１１０〜Ｓ１１２に代えてＳ４１１〜Ｓ４１３が実行される。

具体的にＳ４０３では、回転角センサ１７の出力データに基づいてコンピュータ部５１が回転角θａを検知し、Ｓ４０４では、その検知した結果をコンピュータ部５１がロック状態での初期回転角θａ０としてメモリ部５２に記憶する。

Ｓ４０６では、Ｓ４０４においてメモリ部５２に記憶された初期回転角θａ０を、コンピュータ部５１がメモリ部５２から読み出す。Ｓ４０７では、Ｓ４０６において読み出された初期回転角θａ０と、コンピュータ部５１のＲＯＭに記憶の閾値θｔｈとを比較し、初期回転角θａ０が閾値θｔｈを超えているか否かをコンピュータ部５１により判定する。ここで閾値θｔｈは、第三実施形態で説明したものと同様であり、通常の作動によって回転角θａが基準点から少なくとも設定回転方向Ｄに取り得る値に設定されている。そして、この閾値θｔｈに基づき肯定判定がなされた場合には、メモリ部５２の異常を検知したとして、Ｓ４１５へ移行する。一方、否定判定がなされた場合には、メモリ部５２の正常を検知したとして、Ｓ４０８へ移行する。

Ｓ４０８により伝達比可変機構１０のロックが解除され、さらにＳ４０９，Ｓ４１０により当該ロック解除が確認された後のＳ４１１では、回転角センサ１７の出力データに基づいてコンピュータ部５１が回転角θａを検知し、その検知結果を比較回転角θａｃとして定義する。Ｓ４１２では、Ｓ４０６において読み出された初期回転角θａ０と、Ｓ４１１において検知された比較回転角θａｃとを比較し、それらθａ０，θａｃが等しいか否かをコンピュータ部５１により判定する。その結果、否定判定がなされた場合には、Ｓ４１３を実行した後にＳ４１４へ移行する。ここでＳ４１３では、コンピュータ部５１が駆動回路部５４へモータ駆動指令を与えることにより、設定回転方向Ｄを反転したＡＣＴ回転駆動を実現して、回転角θａを初期回転角θａ０へ戻す。一方、Ｓ４１２において肯定判定がなされた場合には、Ｓ４１４へ直接移行する。

尚、Ｓ４０１，Ｓ４０２，Ｓ４０５，Ｓ４０８〜Ｓ４１０，Ｓ４１４，Ｓ４１５については、それぞれ第一実施形態のＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０５，Ｓ１０７〜Ｓ１０９，Ｓ１１３，Ｓ１１４と実質的に同一内容である。

以上の第四実施形態では、伝達比制御（Ｓ４１４）の実行開始後、操舵ハンドル２が操作されることなくエンジンが停止すると、次の回の制御処理が開始されて伝達比可変機構１０がロックされる（Ｓ４０２）。この時点においては、前回の制御処理（Ｓ４１２，Ｓ４１３）によって回転角θａが初期回転角θａ０と一致している。それ故、例えばメモリ部５２に最初に記憶の初期回転角θａ０が閾値θｔｈ未満に設定されることにより、常に閾値θｔｈを超えない初期回転角θａ０がメモリ部５２に記憶される（Ｓ４０４）ことになる。したがって、メモリ部５２が正常であれば、当該メモリ部５２から読み出される初期回転角θａ０（Ｓ４０６）も閾値θｔｈを超えないはずであるので、メモリ部５２の異常を正確に検知する（Ｓ４０７）ことが可能となる。

さらに、メモリ部５２の正常検知（Ｓ４０７）後において実行される初期回転角θａ０への戻し（Ｓ４１３）は、当該正常なメモリ部５２から読み出した初期回転角θａ０を実行条件の構成とし且つ目標点としている。故に、閾値θｔｈを超えない正規の初期回転角θａ０まで正確に戻すことができる。

（第五実施形態）
図９に示すように、本発明の第五実施形態は第四実施形態の制御処理に対する変形例である。第五実施形態では、通常の作動によって回転角θａが基準点から正転方向及び逆転方向の双方に取り得る値に、閾値θｔｈが設定されている。

また、第五実施形態では、第四実施形態のＳ４０１〜Ｓ４０６と実質的に同一内容のＳ５０１〜Ｓ５０６の後に図９の如きＳ５０７〜Ｓ５１５が実行される。

具体的にＳ５０７では、第四実施形態のＳ４０７と同様な判定の結果、メモリ部５２の異常を検知した場合にはＳ５１５へ移行し、またメモリ部５２の正常を検知した場合にはＳ５０８へ移行する。

Ｓ５０８では、Ｓ５０６において読み出された初期回転角θａ０と、コンピュータ部５１のＲＯＭに記憶の閾値θｔｈとを比較し、それらの差（θｔｈ−θａ０）が許容値Δθｐを下回っているか否かをコンピュータ部５１により判定する。その結果、肯定判定がなされた場合には、第四実施形態のＳ４０８と実質的に同一内容のＳ５０９により伝達比可変機構１０のロックを解除した後、Ｓ５１０を実行してＳ５１３へと移行する。ここでＳ５１０では、コンピュータ部５１が駆動回路部５４へモータ駆動指令を与えることにより、設定回転方向Ｄを反転したＡＣＴ回転駆動を実現する。即ちＳ５１０では、リングギア１９ｂを設定値Δθｅの角度で回転させる方向Ｄが前回の制御処理での設定回転方向Ｄとは逆となるように、モータ駆動指令が生成される。一方、Ｓ５０８において否定判定がなされた場合には、第四実施形態のＳ４０８，Ｓ４０９と実質的に同一内容のＳ５１１，Ｓ５１２により伝達比可変機構１０のロック解除並びに設定回転方向Ｄを保持したＡＣＴ回転駆動を実現した後、Ｓ５１３へ移行する。

尚、Ｓ５１２，Ｓ５１０のＡＣＴ回転駆動における設定値Δθｅは、許容値Δθｐよりも小さい。これにより、Ｓ５１２のＡＣＴ回転駆動によって回転角θａが閾値θｔｈを超えてしまう事態を防止することができる。また、Ｓ５１３，Ｓ５１４，Ｓ５１５については、第四実施形態のＳ４１０，Ｓ４１４，Ｓ４１５と実質的に同一の内容である。

以上の第五実施形態によると、伝達比制御（Ｓ５１４）の実行開始後、操舵ハンドル２が操作されることなくエンジンが停止すると、次の回の制御処理が開始されて伝達比可変機構１０がロックされる（Ｓ５０２）。この時点においては、前回の制御処理（Ｓ５１０，Ｓ５１２）によって回転角θａが正逆転両方向の閾値θｔｈを必ず下回るので、常に閾値θｔｈを超えない初期回転角θａ０がメモリ部５２に記憶される（Ｓ５０４）ことになる。したがって、メモリ部５２が正常であれば、当該メモリ部５２から読み出される初期回転角θａ０（Ｓ５０６）も閾値θｔｈを超えないはずであるので、メモリ部５２の異常を正確に検知する（Ｓ５０７）ことが可能となる。

さらに、メモリ部５２の正常検知（Ｓ５０７）後に実行されるロック解除（Ｓ５０９，Ｓ５１１）並びにその解除確認（Ｓ５１０，Ｓ５１２，Ｓ５１３）はいずれも、当該正常なメモリ部５２から読み出した初期回転角θａ０を実行条件の構成要素としている。したがって、ロック解除確認のためのＡＣＴ回転駆動（Ｓ５１０，Ｓ５１２）により、閾値θｔｈを超えない回転角θａを正確に且つ確実に実現することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

例えば第一〜第五実施形態では、伝達比可変機構１０のロック解除（Ｓ１０７，Ｓ２０７，Ｓ３１１，Ｓ４０８，Ｓ５０９，Ｓ５１１）と、その確認のためのＡＣＴ回転駆動（Ｓ１０８，Ｓ２０８，Ｓ３１２，Ｓ４０９，Ｓ５１０，Ｓ５１２）とを前後させずに、同時に実行してもよい。

第一実施形態による車両用操舵装置を示す構成図である。第一実施形態による電動アクチュエータ及びロック機構を示す構成図である。第一実施形態によるロック機構を示す構成図である。第一実施形態による車両用操舵装置の制御処理を示すフローチャートである。第二実施形態による車両用操舵装置の制御処理を示すフローチャートである。第三実施形態による車両用操舵装置の制御処理を示すフローチャートである。第三実施形態による車両用操舵装置の制御処理を説明するための模式図である。第四実施形態による車両用操舵装置の制御処理を示すフローチャートである。第五実施形態による車両用操舵装置の制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１車両用操舵装置、２操舵ハンドル、３ギア装置、５Ｒ，５Ｌ転舵輪、１０伝達比可変機構、１２入力軸、１３ハンドル角センサ、１４出力軸、１７回転角センサ、１６電動アクチュエータ、１８電動モータ、１８ａモータ軸、１９減速部、１９ａサンギア、１９ｂリングギア、１９ｃ遊星ギア、１９ｄ遊星キャリア、３０ロック機構（ロック手段）、３１ロックホルダ（回転部材）、３２ロックアーム、３３アーム駆動部、５０操舵制御装置、５１コンピュータ部（制御手段、検知手段）、５２メモリ部（記憶手段）、５３インタフェース部、５４駆動回路部、５５内部バス、Ｄ設定回転方向、Ｆフラグ（初期情報）、Ｒ伝達比、θａ回転角、θａｃ、比較回転角、θａ０初期回転角、θａｄｄ比較和、θａｄｄ０初期和、θｈハンドル角、θｈ０初期ハンドル角、θｓ転舵角、θｔｈ閾値、Δθｅ設定値、Δθｐ許容値

Claims

操舵ハンドルのハンドル角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を電動アクチュエータの回転出力により変化させる伝達比可変機構と、前記電動アクチュエータに連動して回転する回転部材を係止することにより前記伝達比可変機構をロックし、前記回転部材から離脱することにより前記伝達比可変機構のロックを解除するロック手段と、車両の停止状態において前記電動アクチュエータを制御して前記回転部材を回転させることにより前記伝達比可変機構のロック解除を確認する制御手段と、を備えた車両用操舵装置において、
前記ハンドル角と前記電動アクチュエータの回転角との和に対して前記転舵角を線形変化させる前記伝達比可変機構のロック解除を前記制御手段が確認する前の前記和を、初期和として記憶する記憶手段と、
前記制御手段が前記伝達比可変機構のロック解除を確認した後の前記和が、前記記憶手段から読み出した前記初期和と異なることにより、前記記憶手段の異常を検知する検知手段と、
をさらに備えることを特徴とする車両用操舵装置。
前記記憶手段は、前記伝達比可変機構のロック状態における前記和を前記初期和として記憶することを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
操舵ハンドルのハンドル角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を電動アクチュエータの回転出力により変化させる伝達比可変機構と、前記電動アクチュエータに連動して回転する回転部材を係止することにより前記伝達比可変機構をロックし、前記回転部材から離脱することにより前記伝達比可変機構のロックを解除するロック手段と、車両の停止状態において前記電動アクチュエータを制御して前記回転部材を回転させることにより前記伝達比可変機構のロック解除を確認する制御手段と、を備えた車両用操舵装置において、
前記ハンドル角と前記電動アクチュエータの回転角との和に対して前記転舵角を線形変化させる前記伝達比可変機構のロック解除を前記制御手段が確認する前の前記ハンドル角と前記回転角とをそれぞれ、初期ハンドル角と初期回転角として記憶する記憶手段と、
前記制御手段が前記伝達比可変機構のロック解除を確認した後の前記和が、前記記憶手段からそれぞれ読み出した前記初期ハンドル角と前記初期回転角との和と異なることにより、前記記憶手段の異常を検知する検知手段と、
をさらに備えることを特徴とする車両用操舵装置。
前記記憶手段は、前記伝達比可変機構のロック状態における前記ハンドル角と前記回転角とをそれぞれ、初期ハンドル角と初期回転角として記憶することを特徴とする請求項３に記載の車両用操舵装置。
操舵ハンドルのハンドル角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を電動アクチュエータの回転出力により変化させる伝達比可変機構と、前記電動アクチュエータに連動して回転する回転部材を係止することにより前記伝達比可変機構をロックし、前記回転部材から離脱することにより前記伝達比可変機構のロックを解除するロック手段と、前記電動アクチュエータを制御して前記回転部材を回転させることにより前記伝達比可変機構のロック解除を確認する制御手段と、を備えた車両用操舵装置において、
前記伝達比可変機構のロック状態における前記電動アクチュエータの回転角を初期回転角として記憶すると共に、当該初期回転角と設定回転方向の閾値との大小関係を表す初期情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出した前記初期回転角の前記閾値との大小関係が、前記記憶手段から読み出した前記初期情報の表す大小関係と異なることにより、前記記憶手段の異常を検知する検知手段と、
をさらに備えることを特徴とする車両用操舵装置。
前記検知手段は、前記記憶手段から読み出した前記初期回転角の前記閾値との大小関係が、前記記憶手段から読み出した前記初期情報の表す大小関係と一致することにより、前記記憶手段の正常を検知し、
前記制御手段は、前記検知手段が前記記憶手段の正常を検知した場合に、前記ロック手段を制御して前記伝達比可変機構のロックを解除させ、前記電動アクチュエータを制御して当該ロック解除を確認することを特徴とする請求項５に記載の車両用操舵装置。
操舵ハンドルのハンドル角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を電動アクチュエータの回転出力により変化させる伝達比可変機構と、前記電動アクチュエータに連動して回転する回転部材を係止することにより前記伝達比可変機構をロックし、前記回転部材から離脱することにより前記伝達比可変機構のロックを解除するロック手段と、前記電動アクチュエータを制御して前記回転部材を回転させることにより前記伝達比可変機構のロック解除を確認する制御手段と、を備えた車両用操舵装置において、
前記伝達比可変機構のロック状態における前記電動アクチュエータの回転角を初期回転角として記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出した前記初期回転角が設定回転方向の閾値を超えることにより、前記記憶手段の異常を検知する検知手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記伝達比可変機構のロック解除を確認した後の前記回転角が、前記記憶手段から読み出した前記初期回転角と異なる場合に、前記電動アクチュエータを制御して前記回転角を当該初期回転角へ戻すことを特徴とする車両用操舵装置。
前記検知手段は、前記記憶手段から読み出した前記初期回転角が前記閾値を超えないことにより、前記記憶手段の正常を検知し、
前記制御手段は、前記検知手段が前記記憶手段の正常を検知した場合に、前記ロック手段を制御して前記伝達比可変機構のロックを解除させ、前記電動アクチュエータを制御して当該ロック解除を確認することを特徴とする請求項７に記載の車両用操舵装置。
操舵ハンドルのハンドル角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を電動アクチュエータの回転出力により変化させる伝達比可変機構と、前記電動アクチュエータに連動して回転する回転部材を係止することにより前記伝達比可変機構をロックし、前記回転部材から離脱することにより前記伝達比可変機構のロックを解除するロック手段と、設定回転方向へ回転するように前記電動アクチュエータを制御して前記回転部材を回転させることにより前記伝達比可変機構のロック解除を確認する制御手段と、を備えた車両用操舵装置において、
前記伝達比可変機構のロック状態における前記電動アクチュエータの回転角を初期回転角として記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出した前記初期回転角が前記設定回転方向の閾値を超えることにより、前記記憶手段の異常を検知する検知手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記記憶手段から読み出した前記初期回転角の前記閾値との差が許容値を下回る場合に、前記ロック手段を制御して前記伝達比可変機構のロックを解除させ、前記設定回転方向を反転するように前記電動アクチュエータを制御して当該ロック解除を確認することを特徴とする車両用操舵装置。
前記制御手段は、前記記憶手段から読み出した前記初期回転角の前記閾値との差が許容値以上である場合に、前記ロック手段を制御して前記伝達比可変機構のロックを解除させ、前記設定回転方向を保持するように前記電動アクチュエータを制御して当該ロック解除を確認することを特徴とする請求項９に記載の車両用操舵装置。
前記ロック解除を確認するために変化させる前記回転角は、前記許容値よりも小さいことを特徴とする請求項１０に記載の車両用操舵装置。
前記検知手段は、前記記憶手段から読み出した前記初期回転角が前記閾値を超えないことにより、前記記憶手段の正常を検知し、
前記制御手段は、前記検知手段が前記記憶手段の正常を検知した後において、前記伝達比可変機構のロックを解除させ、当該ロック解除を確認することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。
前記電動アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転を減速して出力する減速部とから構成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。