JP5029102B2

JP5029102B2 - 伝達比可変装置

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Publication number: JP5029102B2
Application number: JP2007099330A
Authority: JP
Inventors: 倫行杉山; 敦久浅田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: JP2008254597A

Description

本発明は、車両の操舵伝達系の途中に設けられる伝達比可変機構を備えた伝達比可変装置に関するものである。

従来より、車両の操舵伝達系の途中に設けられる伝達比可変機構を備えた伝達比可変装置に関するものとして、下記特許文献１に示す、車両用操舵装置が知られている。この車両用操舵装置は、操舵伝達系における操舵用ハンドルに直結されるハンドル軸（入力軸）と、モータにより回転駆動される車輪操舵軸（出力軸）とが機械的に分離された構成を有し、ハンドル軸の角度位置および車速から決定される伝達比（舵角変換比）に基づいてモータを駆動することで車両の運転状況に応じた伝達比可変機能（伝達比可変機構）が構成されている。なお、このような「ハンドルと操舵輪とを連結する操舵伝達系の途中にてモータの駆動により伝達比を可変する伝達比可変機構」を、ＶＧＲＳ（ＶｒｉａｂｌｅＧｅａｒＲａｔｉｏＳｙｓｔｅｍ）と称する場合もある。

操舵伝達系におけるハンドル軸と車輪操舵軸との間には、両軸を一体回転可能にロック結合するロック状態と、このロック結合を解除するアンロック状態との間で切り替え可能なロック機構が設けられている。例えば、モータへの通電異常などの異常が生じると、予定されている伝達比の制御が実行できなくなるおそれがあるので、このような場合には、ロック機構によりハンドル軸と車輪操舵軸とを一体回転可能にロック結合して伝達比可変機能を停止させる。
特開２００４−０５８７４３号公報

ところで、伝達比可変機構を制御する制御装置が、外部から入力される角度動作量、例えば、上位の制御装置である車両の主制御装置から入力される角度動作量に基づいて伝達比可変機構を制御している場合において、異常過熱などの制御装置の異常が発生すると、当該制御装置は、ロック機構を作動させて操舵伝達系におけるハンドル軸と車輪操舵軸とをロック結合するように制御する。

このような場合であっても、制御装置は、伝達比可変機構を制御するための角度動作量を自ら変更することができないので、ハンドル軸と車輪操舵軸との位置関係にかかわらず両軸をロック結合する。このとき、操舵伝達系におけるハンドル軸と車輪操舵軸との中立位置がずれた状態で両軸をロック結合してしまうと、運転者がハンドルを直進状態に保舵しても操舵輪が直進状態にないために車両が偏向してしまい、運転者に違和感を与えてしまうという問題が生じる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ロック結合時における操舵伝達系の中立位置を維持し得る伝達比可変装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の伝達比可変装置（２０）では、ステアリングホイール（２１）と操舵輪（ＦＲ、ＦＬ）とを連結する車両の操舵伝達系の途中に設けられ、前記ステアリングホイール側の入力軸（２２）と前記操舵輪側の出力軸（２３）と間の伝達比をモータ（４０ｍ）の回転駆動により変化可能な伝達比可変機構（４０）と、上位の制御装置である車両の主制御装置（１０）から入力される前記伝達比を変更するための角度動作量（θact）に応じて前記伝達比を変化させるように前記モータの回転駆動を制御するモータ制御手段（５０）と、前記モータの回転駆動を阻止して前記入力軸と前記出力軸とを１：１の伝達比で連結し得るロック手段（３０）と、前記モータ制御手段の異常を検出する異常検出手段（５０、７０）と、前記異常検出手段により緊急停止を要しない前記モータ制御手段の異常が検出された場合には、前記角度動作量が前記入力軸と前記出力軸との中立位置が一致しているとみなされる所定の閾値（θ_０）以下になると前記ロック手段を作動させるロック制御手段（５０）と、を備えることを技術的特徴とする。

請求項１の発明では、モータ制御手段が上位の制御装置である車両の主制御装置から入力される伝達比を変更するための角度動作量に応じてモータの回転駆動を制御することにより、伝達比可変機構は、操舵伝達系におけるステアリングホイール側の入力軸と操舵輪側の出力軸との間の伝達比を変化させる。ロック制御手段は、異常検出手段により緊急停止を要しないモータ制御手段の異常が検出された場合には、角度動作量が入力軸と出力軸との中立位置が一致しているとみなされる所定の閾値以下になると入力軸と出力軸とを１：１の伝達比で連結（ロック結合）するようにロック手段を作動させる。

これにより、緊急停止を要しないモータ制御手段の異常、例えば、過熱保護を必要とする程度のモータ制御手段の異常が検出された場合には、上記角度動作量が上記所定の閾値以下になるまで両軸をロック結合せず、上記主制御装置から入力される角度動作量が上記所定の閾値以下になると両軸をロック結合するので、操舵伝達系における入力軸と出力軸との中立位置がずれた状態で両軸をロック結合してしまうような問題が生じることもない。したがって、ロック結合時における操舵伝達系の中立位置を維持することができる。

請求項２の発明では、ロック制御手段は、異常検出手段により緊急停止を要するモータ制御手段の異常が検出された場合には、上記主制御装置から入力される角度動作量にかかわらず入力軸と出力軸とを１：１の伝達比で連結（ロック結合）するようにロック手段を作動させる。

これにより、緊急停止を要するモータ制御手段の異常、例えば、予定されている伝達比の制御が実行不可能となる程度のモータ制御手段の異常が検出された場合には、上記角度動作量、すなわち、操舵伝達系における入力軸と出力軸との位置関係にかかわらず直ちに両軸をロック結合することができる。したがって、異常検出手段により検出されるモータ制御手段の異常の緊急度合に応じてロック手段を制御することができる。

請求項３の発明では、異常検出手段は、温度センサにより検出されるモータ制御手段の温度が当該モータ制御手段の過熱保護を必要とする第１の温度閾値以上であって予定されている伝達比の制御が実行不可能である第２の温度閾値未満である温度状態を、緊急停止を要しないモータ制御手段の異常として検出する。

これにより、温度センサにより検出されるモータ制御手段の温度に基づいて、当該モータ制御手段に発生している異常が緊急停止を要しない異常であるか否かについて確実に判断し得る。したがって、ロック結合時における操舵伝達系の中立位置を維持することができる。

以下、本発明の伝達比可変装置を車両制御装置に適用した一実施形態について図を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る伝達比可変装置を適用した車両制御装置２０の構成概要を示す説明図である。
図１に示すように、車両制御装置２０は、主に、ステアリングホイール２１、第１ステアリングシャフト２２、第２ステアリングシャフト２３、ＥＰＳアクチュエータ２４、ロッド２５、トルクセンサ２６、ロック機構３０、伝達比可変機構４０、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０、ＥＰＳ＿ＥＣＵ６０等から構成されている。

具体的には、ステアリングホイール２１に第１ステアリングシャフト２２の一端が接続され、この第１ステアリングシャフト２２の他端側にはロック機構３０を介して伝達比可変機構４０の入力側が接続されている。この伝達比可変機構４０の出力側には、第２ステアリングシャフト２３の一端側が接続され、第２ステアリングシャフト２３の他端側には、ＥＰＳアクチュエータ２４の入力側が接続されている。

ＥＰＳアクチュエータ２４は、電気式動力舵取装置であり、図示しないラック・ピニオンギヤ等により、第２ステアリングシャフト２３によって入力された回転運動をロッド２５の軸方向運動に変換して出力し得るとともに、ＥＰＳ＿ＥＣＵ６０により制御されるアシストモータ２４ｍにより操舵状態に応じたアシスト力を発生させて運転者による操舵をアシスト可能に構成されている。このロッド２５には操舵輪ＦＲ、ＦＬが装着されている。

図２は、本実施形態に係るロック機構３０を示す斜視図である。
ロック機構３０は、伝達比可変機構４０のＶＧＲＳ用モータ４０ｍの回転を阻止し得る機構で、主に、ハウジング３１、ロックホルダ３２、ロックアーム３３、支軸３４、ソレノイド３５等により構成されており、その下方（第２ステアリングシャフト２３側）にＶＧＲＳ用モータ４０ｍや減速機等を備えた伝達比可変機構４０が位置している。この伝達比可変機構４０の構成は公知であり、上述した特許文献１に詳細に開示されているので、ここでは説明を省略する。

ハウジング３１は、ロック機構３０を構成するロックホルダ３２、ロックアーム３３、ソレノイド３５等をその内部に収容する機能を有するものである。なお、このハウジング３１は、その下方（第２ステアリングシャフト２３側）に伝達比可変機構４０のハウジングを取付可能に構成することで、伝達比可変機構４０のハウジング４０ａに連結された伝達比可変機構４０の出力側、つまり第２ステアリングシャフト２３とハウジング３１との固定的な連結を可能にしている。

ロックホルダ３２は、ロック機構３０を貫通し伝達比可変機構４０の入力側に連結されている第１ステアリングシャフト２２の外側全周にわたって取付固定されるとともに、その外周には周方向所定間隔ごとに軸方向に延びる係合凹部３２ａが形成されている。なおこのロックホルダ３２だけが、第１ステアリングシャフト２２の回転に従い自在に回動し得るように構成されている。

ロックアーム３３は、その一端側先端に係合凹部３２ａに係合可能な係合凸部３３ａが形成されているとともに、他端側に向かって「への字」形状に全体が形成され、その屈曲部位には支軸３４が貫通可能な軸孔が形成されている。またロックアーム３３の他端は、ソレノイド３５のプランジャ３５ｂの先端を連結可能な連結端３３ｂが構成されている。

支軸３４は、ロックアーム３３の軸孔に貫通して軸支可能な軸径を有するもので、この支軸３４に軸支されたロックアーム３３が当該軸中心に回転した場合に、ロックアーム３３の係合凸部３３ａがロックホルダ３２の係合凹部３２ａに係合し得るように、当該支軸３４の一端がハウジング３１に固定されている。またこの支軸３４には、ねじりコイルばね３６も装着されており、このねじりコイルばね３６は、当該支軸３４に軸支されたロックアーム３３の係合凸部３３ａがロックホルダ３２の係合凹部３２ａに係合する方向にロックアーム３３を付勢している。

ソレノイド３５は、固定鉄心に巻回された電磁コイル３５ａと可動鉄心であるプランジャ３５ｂとから構成されており、入出力ピン３８を介して電磁コイル３５ａに励磁電流が供給されると、プランジャ３５ｂを電磁コイル３５ａ方向に電磁吸引する機能を有するものである。このプランジャ３５ｂの先端は、ロックアーム３３の連結端３３ｂと連結可能に構成されている。そのため、支軸３４に軸支されたロックアーム３３の連結端３３ｂがプランジャ３５ｂに連結されることにより、ソレノイド３５に励磁電流が供給された場合には、ロックアーム３３をソレノイド３５方向に引き寄せる力がロックアーム３３に作用することとなる。なお、入出力ピン３８を介して供給される励磁電流の有無は、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０による後述のＶＧＲＳ制御処理５０ａ（図３参照）によって制御されている。

このように構成されたロック機構３０は、支軸３４に回転自在に軸支されたロックアーム３３を有するとともに、当該ロックアーム３３の係合凸部３３ａがロックホルダ３２の係合凹部３２ａに係合する方向に、ねじりコイルばね３６の付勢力によって付勢されている。このため、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の制御によってソレノイド３５に励磁電流が供給されていない場合には、ロックホルダ３２の係合凹部３２ａにロックアーム３３の係合凸部３３ａが係合してロックホルダ３２をその回転方向に係止した状態を維持することから、当該ロックホルダ３２の回転が阻止される。その結果、当該ロックホルダ３２に取り付けられて固定されている第１ステアリングシャフト２２と、伝達比可変機構４０のハウジング４０ａを介してハウジング３１に固定的に連結されている第２ステアリングシャフト２３と、が係合されるため、両軸は１：１の伝達比で連結される。つまり、入力軸である第１ステアリングシャフト２２と出力軸である第２ステアリングシャフト２３とをロック結合することができる。

一方、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の制御によってソレノイド３５に励磁電流が供給されている場合には、ねじりコイルばね３６の付勢力に抗してロックアーム３３がソレノイド３５方向に引き寄せられる。そのため、支軸３４を中心にロックホルダ３２の係合凹部３２ａからロックアーム３３の係合凸部３３ａが外れる方向に回転することから、ロックアーム３３によるロックホルダ３２の係止が解かれて、ロックホルダ３２の回転阻止が解除される。その結果、当該ロックホルダ３２に固定された第１ステアリングシャフト２２が、ハウジング３１に連結された第２ステアリングシャフト２３に係止されることなく、回転可能となる。つまり、入力軸である第１ステアリングシャフト２２と出力軸である第２ステアリングシャフト２３とを伝達比ｎ：ｍで連結することができる（ｎ，ｍは０を除いた正の数値）。

図１に示すように、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０には、上位ＥＣＵである車両のＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０、ロック機構３０、伝達比可変機構４０、温度センサ７０およびＩＧＳＷセンサ８０が電気的に接続されており、ＥＰＳ＿ＥＣＵ６０には、ＥＰＳアクチュエータ２４およびトルクセンサ２６が電気的に接続されている。

ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０は、操舵伝達系における第１ステアリングシャフト２２に対する第２ステアリングシャフト２３の伝達比（以下、ステアリング伝達比ともいう）を変更するための角度動作量であるＡＣＴ動作量θactをＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０へ出力する。このＡＣＴ動作量θactは、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０が第１ステアリングシャフト２２の回転量および車速等に基づいて設定する、第２ステアリングシャフト２３の中立位置からの回転量と考えることもできる。したがって、ＡＣＴ動作量θact＝０（ゼロ）である状態とは、第２ステアリングシャフト２３を回転させる必要がない状態であることから、第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置が一致している状態を意味する。

トルクセンサ２６は、第２ステアリングシャフト２３（操舵伝達系）の途中に設けられる図略のトーションバー等のねじれ量から操舵トルクＴを検出し、その操舵トルクＴに対応した検出信号をＥＰＳ＿ＥＣＵ６０へ出力する。
温度センサ７０は、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の温度（以下、ＥＣＵ温度ｔともいう）を検出し、そのＥＣＵ温度ｔに対応した検出信号をＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０へ出力する。
ＩＧＳＷセンサ８０は、図略のイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）のオン状態またはオフ状態を検出し、その検出状態に対応した検出信号をＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０へ出力する。

次に、車両制御装置２０におけるＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０およびＥＰＳ＿ＥＣＵ６０による車両制御処理の概要を図３を参照して説明する。
図３(A) は、本実施形態に係る車両制御装置２０のＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０によるＶＧＲＳ制御処理を表した機能ブロック図を示し、図３(B) は、ＥＰＳ＿ＥＣＵ６０によるＥＰＳ制御処理を表した機能ブロック図を示す。

車両制御装置２０では、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０により伝達比可変機構４０およびロック機構３０を制御するＶＧＲＳ制御処理５０ａが行われている。
具体的には、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０は、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactに応じたモータ電圧をモータ駆動回路によりＶＧＲＳ用モータ４０ｍに供給する。これにより、伝達比可変機構４０およびＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０では、ＶＧＲＳ制御処理５０ａにより、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactに応じてステアリング伝達比が変更される。また、後述するようにＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に異常が生じた場合、ＶＧＲＳ制御処理５０ａにより、ロック機構３０を作動させて第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３とがロック結合される。

また、車両制御装置２０では、ＥＰＳ＿ＥＣＵ６０によりＥＰＳアクチュエータ２４のアシストモータ２４ｍを制御するＥＰＳ制御処理６０ａが行われている。
具体的には、ＥＰＳ＿ＥＣＵ６０は、トルクセンサ２６により検出される操舵トルクＴに応じたＥＰＳアクチュエータ２４におけるアシストモータ２４ｍの電流指令値を決定する処理を行い、決定した電流指令値に応じたモータ電圧をモータ駆動回路によりアシストモータ２４ｍに供給する。これにより、ＥＰＳアクチュエータ２４およびＥＰＳ＿ＥＣＵ６０では、ＥＰＳ制御処理６０ａにより、トルクセンサ２６により検出した運転者の操舵状態に応じて、運転者の操舵をアシストするアシスト力をアシストモータ２４ｍにより発生させている。

このように構成することによって、伝達比可変機構４０およびＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０では、ＶＧＲＳ制御処理５０ａにより制御されるＶＧＲＳ用モータ４０ｍと減速機によって、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０からのＡＣＴ動作量θactに応じてステアリング伝達比を変更し、操舵伝達系における第１ステアリングシャフト２２の操舵角に対する第２ステアリングシャフト２３の出力角の比を可変する。また、ＥＰＳアクチュエータ２４およびＥＰＳ＿ＥＣＵ６０では、ＥＰＳ制御処理６０ａにより制御されるアシストモータ２４ｍによって、トルクセンサ２６により検出した運転者の操舵状態（操舵トルクＴ）に応じて、運転者の操舵をアシストするアシスト力を発生させて運転者による操舵をアシスト可能にしている。

ところで、上位ＥＣＵである車両のＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から出力されるＡＣＴ動作量θactに基づいてステアリング伝達比を変更している間にＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に異常が発生した場合には、予定されている伝達比の制御が実行できなくなるおそれがあるためにロック機構３０を作動させて第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３とをロック結合する必要がある。

しかしながら、従来の伝達比可変装置では、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に緊急停止（緊急ロック結合）を要しないような緊急度合の低い異常、例えば、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の過熱保護が必要な程度の異常が発生した場合であってもロック機構３０が作動してしまい、第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置がずれた状態で両シャフト２２、２３をロック結合してしまう場合が想定される。

そこで、本実施形態に係る伝達比可変機構４０におけるＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０では、以下に述べる図４に示すフローチャートに基づいてロック機構３０を作動させることにより、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に緊急度合の低い異常が発生した場合には、第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置が一致したときに両シャフト２２、２３をロック結合する。以下、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０によるＶＧＲＳ制御処理５０ａの流れを図４に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。

まず、ステップＳ１０１にてＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０からのＡＣＴ動作量θactおよび温度センサ７０にて検出されるＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０のＥＣＵ温度ｔが、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に入力された後、ステップＳ１０３において、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０についてシステム異常が発生しているか否かについて判定される。

ここで、例えば、過電流異常など、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０がモータ制御不可能であるようなシステム異常が発生していれば（Ｓ１０３でＹｅｓ）、予定されている伝達比の制御が実行できなくなるおそれがあるので、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactにかかわらず、ステップＳ１１５にてソレノイド３５に励磁電流を供給してロック機構３０を作動させることにより第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３とをロック結合する。

一方、上述のようなシステム異常が発生していなければ（Ｓ１０３でＮｏ）、ステップＳ１０５において、ＥＣＵ温度ｔがＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に過熱保護を必要とする温度である保護温度閾値ｔ_１以上であるか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、保護温度閾値ｔ_１は１００℃に設定されているが、運転状況などを考慮して１００℃とは異なる温度に適宜設定してもよい。

ここで、ＥＣＵ温度ｔが保護温度閾値ｔ_１未満である場合には（Ｓ１０５でＮｏ）、過熱保護する必要もなく通常の制御状態であるから、ステップＳ１０７において、ＡＣＴ動作量θactに基づいて伝達比可変機構４０のＶＧＲＳ用モータ４０ｍを駆動してステアリング伝達比を変更することにより、第１ステアリングシャフト２２の操舵角に対する第２ステアリングシャフト２３の出力角を変更する。

このように第２ステアリングシャフト２３の出力角を変更した後、ステップＳ１０９においてＩＧＳＷがオフであるか否かについて判定され、ＩＧＳＷセンサ８０からの検出信号によりＩＧＳＷがオフ状態であれば（Ｓ１０９でＹｅｓ）、ＡＣＴ動作量θactにかかわらず、ステップＳ１１５にて第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３とをロック結合する。一方、ＩＧＳＷがオン状態であれば（Ｓ１０９でＮｏ）、上記ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。なお、ＩＧＳＷがオフ状態でありステップＳ１０９にてＹｅｓと判定された場合には、現時点で入力されているＡＣＴ動作量θactをＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の図略の不揮発性メモリ等に記憶させた後に両シャフト２２、２３をロック結合し、再びＩＧＳＷがオン状態になったときに上述のように不揮発性メモリ等に記憶されたＡＣＴ動作量θactを読み出すとともにロック結合を解除するようにしてもよい。

このようなステップＳ１０１からの繰り返し処理中に、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に温度異常が生じてＥＣＵ温度ｔが保護温度閾値ｔ_１以上となると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１１１において、ＥＣＵ温度ｔが予定されている伝達比の制御が実行できなくなるほどの緊急停止を要する温度である限界温度閾値ｔ_２以上であるか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、限界温度閾値ｔ_２は１１０℃に設定されているが、運転状況などを考慮して１１０℃とは異なる温度に適宜設定してもよい。

ここで、ＥＣＵ温度ｔが限界温度閾値ｔ_２以上である場合には（Ｓ１１１でＹｅｓ）、緊急停止を要する温度異常がＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に発生していることから、予定されている伝達比の制御が実行できなくなるおそれがあるので、ＡＣＴ動作量θactにかかわらず、ステップＳ１１５にて第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３とをロック結合する。

一方、ＥＣＵ温度ｔが限界温度閾値ｔ_２未満の場合には（Ｓ１１１でＮｏ）、ステップＳ１１３において、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactが、第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置が一致しているとみなされる角度閾値であるθ_０以下であるか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、角度閾値θ_０は、０（ゼロ）に設定されているが、第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置が一致しているとみなされる角度であればよい。

ここで、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactが角度閾値θ_０以下でなければ、第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置がずれた状態であるから、直ちに第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３とをロック結合すると両シャフト２２、２３の中立位置がずれてしまう。

現時点において、ＥＣＵ温度ｔは、保護温度閾値ｔ_１以上であって限界温度閾値ｔ_２未満である温度状態、すなわち、過熱保護を必要とするが緊急停止を要しない温度状態であるから、両シャフト２２、２３を緊急にロック結合する必要も無い。そこで、ＥＣＵ温度ｔが保護温度閾値ｔ_１以上であって限界温度閾値ｔ_２未満である場合にはステップＳ１１３にてＮｏと判定することにより、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactが角度閾値θ_０以下になるまでステップＳ１０７でＡＣＴ動作量θactに基づいて伝達比可変機構４０におけるＶＧＲＳ用モータ４０ｍの駆動処理がなされる。

このような状況のもと、ステップＳ１０３でＮｏ、ステップＳ１０５でＹｅｓ、ステップＳ１１１でＮｏ、ステップＳ１１３でＮｏおよびＳ１０９でＮｏとの判定を繰り返している間、すなわち、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０のＥＣＵ温度ｔが過熱保護を必要とするが緊急停止を要しない温度状態を維持している間に、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactが角度閾値θ_０以下になると（Ｓ１１３でＹｅｓ）、このとき第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置が一致しているとみなされる状態にあるから、ステップＳ１１５にて第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置を一致させた状態で両シャフト２２、２３をロック結合する。

以上説明したように、本実施形態に係る伝達比可変装置では、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０がＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactに応じてＶＧＲＳ用モータ４０ｍの回転駆動を制御することにより、伝達比可変機構４０は、操舵伝達系における第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との間のステアリング伝達比を変化させる。そして、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０は、温度センサ７０により検出されるＥＣＵ温度ｔが保護温度閾値ｔ_１以上限界温度閾値ｔ_２未満であることから緊急停止を要しないＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常が検出された場合には、ＡＣＴ動作量θactが角度閾値θ_０以下になると両シャフト２２、２３とを１：１の伝達比で連結（ロック結合）するようにロック機構３０を作動させる。

これにより、上述のように緊急停止を要しないＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常が検出された場合には、ＡＣＴ動作量θactが角度閾値θ_０以下になるまで両シャフト２２、２３をロック結合せず、ＡＣＴ動作量θactが角度閾値θ_０以下になると両シャフト２２、２３をロック結合するので、操舵伝達系における第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置がずれた状態で両シャフト２２、２３をロック結合してしまうような問題が生じることもない。したがって、ロック結合時における操舵伝達系の中立位置を維持することができる。

また、本実施形態に係る伝達比可変装置では、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０は、温度センサ７０により検出されるＥＣＵ温度ｔが限界温度閾値ｔ_２以上であることから緊急停止を要するＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常が検出された場合には、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactにかかわらず第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３とを１：１の伝達比で連結（ロック結合）するようにロック機構３０を作動させる。

これにより、緊急停止を要するＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常（予定されているステアリング伝達比の制御が実行不可能となる程度の異常）が検出された場合には、ＡＣＴ動作量θact、すなわち、操舵伝達系における第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との位置関係にかかわらず直ちに両シャフト２２、２３をロック結合することができる。したがって、検出されるＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常の緊急度合に応じてロック機構３０を制御することができる。

さらに、本実施形態に係る伝達比可変装置では、温度センサ７０により検出されるＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０のＥＣＵ温度ｔが当該ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の過熱保護を必要とする温度閾値（保護温度閾値ｔ_１）以上であって予定されているステアリング伝達比の制御が実行不可能な温度閾値（限界温度閾値ｔ_２）未満である温度状態を、緊急停止を要しないＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常として検出する。

これにより、温度センサ７０により検出されるＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０のＥＣＵ温度ｔに基づいて、当該ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に発生している異常が緊急停止を要しない異常であるか否かについて確実に判断し得る。したがって、ロック結合時における操舵伝達系の中立位置を維持することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。

（１）ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５およびステップＳ１１１において、温度センサ７０により検出されるＥＣＵ温度ｔが保護温度閾値ｔ_１以上であって限界温度閾値ｔ_２未満であるか否かの判定に基づいて、緊急停止を要しないＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常を検出することに限らず、例えば、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の電流値が過電流保護を必要とする電流閾値以上であって緊急停止を要しない電流閾値未満であるか否かの判定に基づいて、緊急停止を要しないＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常を検出してもよいし、ステアリング伝達比を変更する制御において比較的重要でない信号、例えば、車速等の信号がＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に入力されているか否かの判定に基づいて、緊急停止を要しないＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０の異常を検出してもよい。

（２）ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０は、ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ１０から入力されるＡＣＴ動作量θactに応じたモータ電圧をモータ駆動回路によりＶＧＲＳ用モータ４０ｍに供給することに限らず、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０に必要な指示を出力する上位のＥＣＵなど、外部から入力される動作量に応じたモータ電圧をモータ駆動回路によりＶＧＲＳ用モータ４０ｍに供給するようにしてもよい。

（３）ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０は、ＥＣＵ温度ｔが過熱保護を必要とするが緊急停止を要しない温度状態であると判定（Ｓ１０５でＹｅｓ、Ｓ１１１でＮｏ）された後、ＡＣＴ動作量θactが角度閾値θ_０以下になり（Ｓ１１３でＹｅｓ）、第１ステアリングシャフト２２と第２ステアリングシャフト２３との中立位置を一致させた状態で両シャフト２２、２３をロック結合した場合において、ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ５０のＥＣＵ温度ｔが保護温度閾値ｔ_１未満になると、両シャフト２２、２３のロック結合を解除するようにしてもよい。
すなわち、異常検出手段（５０、７０）により緊急停止を要しないモータ制御手段の異常が検出されてロック制御手段（５０）によりロック手段（３０）を作動させた後に上記緊急停止を要しないモータ制御手段の異常が解消した場合には、ロック制御手段は、ロック手段による入力軸（２２）と出力軸（２３）との１：１の伝達比での連結（ロック結）を解除するようにしてもよい。
これにより、モータ制御手段の異常が解消した場合には、自動的にロック結合を解除して、外部（１０）から入力される動作量（θact）に応じて伝達比を変更することができる。

本実施形態に係る伝達比可変装置を適用した車両制御装置の構成概要を示す説明図である。本実施形態に係る車両制御装置のロック機構を示す斜視図である。図３(A)は、本実施形態に係る車両制御装置のＶＧＲＳ＿ＥＣＵによるＶＧＲＳ制御処理を表した機能ブロック図であり、図３(B)は、ＥＰＳ＿ＥＣＵによるＥＰＳ制御処理を表した機能ブロック図である。本実施形態に係る伝達比可変装置のＶＧＲＳ＿ＥＣＵによるロック制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０…ＭＡＩＮ＿ＥＣＵ（外部）
２０…車両制御装置（伝達比可変装置）
２１…ステアリングホイール
２２…第１ステアリングシャフト（操舵伝達系、入力軸）
２３…第２ステアリングシャフト（操舵伝達系、出力軸）
２４…ＥＰＳアクチュエータ（操舵伝達系）
２４ｍ…アシストモータ
２６…トルクセンサ
３０…ロック機構（ロック手段）
４０…伝達比可変機構
４０ｍ…ＶＧＲＳ用モータ
５０…ＶＧＲＳ＿ＥＣＵ（モータ制御手段、異常検出手段、ロック制御手段）
６０…ＥＰＳ＿ＥＣＵ
７０…温度センサ（異常検出手段）
８０…ＩＧＳＷセンサ
ｔ…ＥＣＵ温度
ｔ_１…保護温度閾値（第１の温度閾値）
ｔ_２…限界温度閾値（第２の温度閾値）
θact…ＡＣＴ動作量（動作量）
θ_０…角度閾値（所定の閾値）

Claims

ステアリングホイールと操舵輪とを連結する車両の操舵伝達系の途中に設けられ、前記ステアリングホイール側の入力軸と前記操舵輪側の出力軸と間の伝達比をモータの回転駆動により変化可能な伝達比可変機構と、
上位の制御装置である車両の主制御装置から入力される前記伝達比を変更するための角度動作量に応じて前記伝達比を変化させるように前記モータの回転駆動を制御するモータ制御手段と、
前記モータの回転駆動を阻止して前記入力軸と前記出力軸とを１：１の伝達比で連結し得るロック手段と、
前記モータ制御手段の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により緊急停止を要しない前記モータ制御手段の異常が検出された場合には、前記角度動作量が前記入力軸と前記出力軸との中立位置が一致しているとみなされる所定の閾値以下になると前記ロック手段を作動させるロック制御手段と、
を備えることを特徴とする伝達比可変装置。
前記ロック制御手段は、前記異常検出手段により緊急停止を要する前記モータ制御手段の異常が検出された場合には、前記角度動作量にかかわらず前記ロック手段を作動させることを特徴とする請求項１記載の伝達比可変装置。
前記モータ制御手段の温度を検出する温度センサを備え、
前記異常検出手段は、前記温度センサにより検出される前記モータ制御手段の温度が当該モータ制御手段の過熱保護を必要とする第１の温度閾値以上であって予定されている前記伝達比の制御が実行不可能である第２の温度閾値未満である温度状態を、前記緊急停止を要しない前記モータ制御手段の異常として検出することを特徴とする請求項１または２記載の伝達比可変装置。