JP2007062655A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロック機構の作動時におけるロックアーム及びロックホルダの損傷を防止してその高い信頼性を確保することのできる車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】 マイコン７１は、ロック機構３０をロック状態とすべき所定条件が成立したか否かを判定するロック条件検出部７３と、ロック信号を出力すべきか否かを判定するロック判定部７４とを備え、ロック判定部７４には、ロック条件検出部７３の出力するロックＯＮ信号Ｓ_ＬonとともにＥＰＳ異常信号が入力される。そして、ロック判定部７４は、モータ軸の回転速度が所定速度以上である場合には、ロックＯＮ信号Ｓ_Ｌon又はＥＰＳ異常信号の入力がある場合であってもロック信号を出力しない。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ステアリングと操舵輪との間の伝達比（ギヤ比）を変更可能な伝達比可変装置に設けられ入力軸と出力軸とを相対回転不能にロックするロック機構を備えた車両用操舵装置に関するものである。

従来、モータを駆動源として、ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置があり、このような伝達比可変装置には、入力軸と出力軸とを相対回転不能にロック可能なロック機構が設けられたものがある。

例えば、特許文献１に記載の伝達比可変装置は、入力軸とともに一体回転するハウジングと、該ハウジング内に回転可能に軸支されたモータ軸と、ハウジングに固定されモータ軸及び出力軸に連結されることにより入力軸の回転を出力軸に伝達するとともに、モータ軸の回転を減速して同出力軸に伝達する差動機構とを備えている。そして、この伝達比可変装置において、ロック機構は、前記ハウジング側に設けられたロックアームと、モータ軸に固定されるともに周面にロックアームが係合される係合溝が形成されたロックホルダとにより構成されている。即ち、ロックアームをロックホルダの係合溝に係合させることにより、モータ軸とハウジングとを相対回転不能に連結する。そして、これにより、入力軸と同ハウジングに連結された出力軸とを相対回転不能にロックするようになっている。
特開２００３−３２０９４３号公報

ところが、ロック機構の作動時に、必ずしもモータ軸が停止しているとは限らない。即ち、回転するロックホルダの係合溝内にロックアームが挿入される瞬間には、同ロックアーム及びロックホルダ（特にその係合部分）に大きな衝撃荷重がかかることとなり、その衝撃荷重はロックホルダ、即ちモータ軸が高速回転しているときほど大きなものとなる。このため、ロックアーム及びロックホルダについては、通常使用時に想定される以上の衝撃荷重にも耐えうるように高い強度が確保されている。

しかしながら、例えば、縁石等の障害物への衝突時等、操舵輪への外部入力があった場合には、その荷重が出力軸からモータ軸へと伝達されることで、モータ軸が上記の想定範囲を超えて高速回転する可能性がある。このため、こうした状況においてロック機構を作動させようとすれば、その係合時に加わる衝撃荷重によりロックアーム及びロックホルダが破損するおそれがある。そして、特に、パワーステアリング装置の失陥が併発した場合には、その外部入力荷重をアシスト力で相殺することができず、この外部入力荷重がそのままモータ軸に伝達されことで同モータ軸が極めて高速に回転することから、上記のような破損を招く可能性はより一層高いものとなる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ロック機構の作動時におけるロックアーム及びロックホルダの損傷を防止してその高い信頼性を確保することのできる車両用操舵装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記伝達比可変装置は、入力軸に固定され該入力軸とともに一体回転するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に軸支されたモータ軸と、前記ハウジングに固定され前記モータ軸及び出力軸に連結されることにより前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するとともに前記モータ軸の回転を減速して該出力軸に伝達する差動機構と、前記モータ軸と前記ハウジングとを連結することにより前記入力軸と出力軸とを相対回転不能にロック可能なロック機構とを備え、前記ロック機構は、前記ハウジングに設けられたロックアームと、前記モータ軸に固定されるとともに前記ロックアームが係合される係合溝が形成されたロックホルダとを有し、前記制御手段は、所定条件が成立した場合に、前記ロックアームを前記係合溝に係合させて前記ロック機構をロック状態とすべく前記制御する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、前記モータ軸の回転速度が所定速度以上である場合には、前記所定条件が成立した場合であっても、前記ロック機構をロック状態としないこと、を要旨とする。

請求項２に記載の発明は、ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記伝達比可変装置は、前記入力軸又は出力軸と同軸配置されたモータ軸と、前記モータ軸、前記入力軸及び出力軸に対して回転伝達可能に連結されることにより前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するとともに前記モータ軸の回転を減速して該出力軸に伝達する差動機構と、前記モータ軸と該モータ軸と前記同軸配置された前記出力軸又は出力軸とを連結することにより前記入力軸と出力軸とを相対回転不能にロック可能なロック機構とを備え、前記ロック機構は、前記モータ軸側、又は前記入力軸若しくは前記出力軸側のうち該モータ軸と同軸配置された側の一方と一体回転可能に設けられたロックアームと、前記ロックアームが設けられた側の他方側と一体回転に設けられるとともに前記ロックアームが係合される係合溝が形成されたロックホルダとを有し、前記制御手段は、所定条件が成立した場合に、前記ロックアームを前記係合溝に係合させて前記ロック機構をロック状態とすべく前記制御する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、前記モータ軸の回転速度が所定速度以上である場合には、前記所定条件が成立した場合であっても、前記ロック機構をロック状態としないこと、を要旨とする。

上記各構成によれば、モータ軸の回転速度が所定速度よりも小さくなるまでロック作動が行われない。従って、ロックアーム及びロックホルダにその耐用限界を超える衝撃荷重がかかることがなく、その結果、ロック作動時におけるロックアーム及びロックホルダの損傷を防止して高い信頼性を確保することができる。

請求項３に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、該アシスト力付与手段の異常を検出する異常検出手段とを備え、前記所定条件は、前記アシスト力付与手段の異常が検出された場合を含むこと、を要旨とする。

即ち、アシスト力付与手段の停止により外部入力荷重を相殺できない状態においては、その外部入力荷重によってモータ軸が通常使用の範囲を超えて高速回転しやすい。従って、こうした状況においてロック機構をロック状態とするのが望ましい。しかし、アシスト力付与手段の停止と外部入力が同時に起こり、モータ軸が高速回転している状況下においてロック作動を行うとすればロックアームやロックホルダが損傷するおそれがある。この点、上記構成によれば、モータ軸が高速回転している場合には、上記請求項１、２の構成によりロック作動が行われないため、ロックアーム及びロックホルダが損傷することがない。そして、モータ軸の回転が低速となった後にロック状態とすることで、以降、外部入力荷重によってモータ軸が通常使用の範囲を超えて高速回転することを防止することができる。

本発明によれば、ロック機構の作動時におけるロックアーム及びロックホルダの損傷を防止してその高い信頼性を確保することの可能な車両用操舵装置を提供することができる。

以下、本発明をギヤ比可変システムを備えた車両用操舵装置（ステアリング装置）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。

また、本実施形態のステアリング装置１は、ステアリングホイール２の舵角（操舵角）に対する操舵輪６の舵角（タイヤ角）の比率、即ち伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置としてのギヤ比可変アクチュエータ７と、該ギヤ比可変アクチュエータ７の作動を制御する制御手段としてのＩＦＳＥＣＵ８とを備えている。

図２に示すように、本実施形態のギヤ比可変アクチュエータ７は、駆動源としてのモータ１１と、差動機構としてのハーモニックドライブ（登録商標）１２とを備えており、第１シャフト９の回転を第２シャフト１０に伝達するとともにモータ１１の回転を減速して第２シャフト１０に伝達する。そして、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動に基づく回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）し、これにより操舵角に対する操舵輪６の伝達比を可変させる。

詳述すると、モータ１１を収容するハウジング１３は、略有底筒状に形成されており、モータ１１は、そのモータ軸１１ａとハウジング１３とが同軸になるように同ハウジング１３内に固定されている。また、ハウジング１３の上壁部１３ａには、同ハウジング１３と同軸となる位置に筒状の嵌合部１４が設けられており、同嵌合部１４は、その軸方向外側（図中上方向）に向かって延設されている。そして、ハウジング１３は、その嵌合部１４と第１シャフト９の一端とが嵌合されることにより同第１シャフト９に固定され、これにより、第１シャフト９とともに一体回転するようになっている。

一方、ハーモニックドライブ１２は、同軸に並置されたステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２と、これらの各ギヤと噛み合うように同軸配置された筒状のフレキシブルギヤ２３とを備えている。ステータギヤ２１は、ハウジング１３と同軸となるように同ハウジング１３に固定されており、ドリブンギヤ２２は、連結部材２５を介して第２シャフト１０と同軸に連結されている。ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２には、互いに異なる歯数が設定されており、フレキシブルギヤ２３は、楕円状に撓められた状態でこれら各ギヤの内側に配置されることにより、その外歯が該各ギヤの内歯とそれぞれ部分的に噛合されている。そして、ハウジング１３とともにステータギヤ２１が回転し、そのステータギヤ２１の回転がフレキシブルギヤ２３を介してドリブンギヤ２２に伝達されることにより、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転が第２シャフト１０に伝達されるようになっている。

また、フレキシブルギヤ２３の内側には、上記ステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２とともにハーモニックドライブ１２を構成する波動発生器２７が配置されている。波動発生器２７は、モータ軸１１ａに連結されており、モータ軸１１ａの回転に伴いフレキシブルギヤ２３の内側を回転することにより、上記撓められたフレキシブルギヤ２３の楕円形状、即ちステータギヤ２１及びドリブンギヤ２２との噛合部を回転させる。そして、ステータギヤ２１とドリブンギヤ２２との間の歯数差に基づいて、ドリブンギヤ２２が波動発生器２７の回転と逆方向に回転することにより、モータ軸１１ａの回転が減速されて第２シャフト１０に伝達されるようになっている。尚、本実施形態のギヤ比可変アクチュエータ７では、ハウジング１３の上壁部１３ａにスパイラルケーブル装置２４が設けられている。そして、このスパイラルケーブル装置２４により、所定の回転範囲（許容回転範囲）においてモータ１１とＩＦＳＥＣＵ８、並びに後述するロック機構３０のソレノイド３７とＩＦＳＥＣＵ８とが電気的に接続されるようになっている。

また、ギヤ比可変アクチュエータ７は、入力軸である第１シャフト９と出力軸である第２シャフト１０とを相対回転不能にロック可能なロック機構３０を備えており、同ロック機構３０は、ハウジング１３側に設けられたロックアーム３１と、モータ軸１１ａの一端に固定され該モータ軸１１ａとともに一体回転するロックホルダ３２とを備えている。

図３に示すように、本実施形態では、ロックホルダ３２は環状に形成され、モータ軸１１ａと同軸に固定されている。そして、その周面には、ロックアーム３１が係合される被係合部として、その厚み方向（軸方向）に延びる複数の係合溝３３が凹設されている。一方、図２及び図３に示すように、ロックアーム３１は、ロックホルダ３２の外側において、回動可能にハウジング１３内に軸支されている。具体的には、ハウジング１３（詳しくはハウジング１３に固定されたモータハウジング１１の一端）には、モータ軸１１ａの軸線方向に沿って延びる回動軸３４が設けられており、ロックアーム３１は、この回動軸３４により、ロックホルダ３２と対向する位置（ロックホルダ３２の回転平面と略同一の平面上）において回動可能に軸支されている。本実施形態では、ロックアーム３１の一端（フック部３１ａ）には、ロックホルダ３２の周面に向かって突出する係合爪３５が設けられている。そして、ロックアーム３１は、その回動により、この係合爪３５がロックホルダ３２側の係合溝３３と係合するようになっている。

本実施形態のロック機構３０では、ロックアーム３１は、コイルバネ３６の弾性力により、そのフック部３１ａがロックホルダ３２側に向かって回動するよう付勢されている。尚、本実施形態では、回動軸３４に遊嵌された捻りコイルバネを用いるが、説明の便宜のため、図中では、その機能のみを概念的に図示するものとする。そして、ロックアーム３１の他端、即ち回動軸３４を挟んで上記係合爪３５と対向する側の端部（カウンタバランサ部３１ｂ）には、ロック機構３０の駆動源であるソレノイド３７のプランジャ３８が連結されている。具体的には、ソレノイド３７は、ロックホルダ３２の外側において、そのプランジャ３８がモータ軸１１ａの軸線方向と略直交する方向に突出するように配設されており、同プランジャ３８の先端は、ロックアーム３１のカウンタバランサ部３１ｂと回動可能に連結されている。本実施形態では、プランジャ３８の基端部が収容されるソレノイド本体３９の底部には、コイルバネ４０が配設されており、プランジャ３８は、このコイルバネ４０の弾性力により、その先端がソレノイド本体３９から突出する方向に付勢されている。そして、本実施形態のソレノイド３７は、その励磁コイル４１への通電がなされる、即ちオン状態となることにより、コイルバネ４０の弾性力に抗してプランジャ３８をソレノイド本体３９の内部へと引き込むようになっている。

即ち、本実施形態のロック機構３０では、非ロック時には、ソレノイド３７をオン状態とし、ロックアーム３１のカウンタバランサ部３１ｂに連結されたプランジャ３８を引き込むことにより、そのフック部３１ａがロックホルダ３２から離間する方向にロックアーム３１を回動させる。また、ロック時には、ソレノイド３７をオフ状態とすることにより、コイルバネ３６の弾性力によって、そのフック部３１ａがロックホルダ３２に近接する方向にロックアーム３１を回動させる。そして、この回動によって、フック部３１ａ先端の係合爪３５をロックホルダ３２側の係合溝３３と係合させることにより、ロックアーム３１が設けられたハウジング１３とロックホルダ３２が設けられたモータ軸１１ａとを相対回転不能に連結し、これにより、第１シャフト９と第２シャフト１０とを相対回転不能にロックするようになっている。

また、図１に示すように、ステアリング装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ４７と、該ＥＰＳアクチュエータ４７の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ４８とを備えている。本実施形態のＥＰＳアクチュエータ４７は、その駆動源であるモータ４９がラック５と同軸に配置される所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ４９の発生するアシストトルクは、ボール送り機構（図示略）を介してラック５に伝達される。そして、ＥＰＳＥＣＵ４８は、このモータ４９が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する。即ち、本実施形態では、ＥＰＳアクチュエータ４７及びＥＰＳＥＣＵ４８によりアシスト力付与手段が構成されている。

本実施形態では、上記のギヤ比可変アクチュエータ７を制御するＩＦＳＥＣＵ８、及びＥＰＳアクチュエータ４７を制御するＥＰＳＥＣＵ４８は、車内ネットワーク（CAN：Controller Area Network）５０を介して接続されており、該車内ネットワーク５０には、車両状態量を検出するための複数のセンサが接続されている。具体的には、車内ネットワーク５０には、操舵角センサ５１、トルクセンサ５２、及び車速センサ５３が接続されている。そして、上記各センサにより検出される複数の車両状態量、即ち操舵角θs（操舵速度ωs）、操舵トルクτ、車速Ｖは、車内ネットワーク５０を介してＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ４８に入力される。尚、本実施形態では、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより求められる。また、ＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ４８は、車内ネットワーク５０を介した相互通信により、制御信号の送受信を行う。そして、ＩＦＳＥＣＵ８及びＥＰＳＥＣＵ４８は、車内ネットワーク５０を介して入力された上記各車両状態量及び制御信号に基づいて、ギヤ比可変アクチュエータ７並びにギヤ比可変アクチュエータの作動を制御する。

次に、本実施形態のステアリング装置の電気的構成及び制御態様について説明する。
図４は、本実施形態のステアリング装置１の制御ブロック図である。同図に示すように、ＩＦＳＥＣＵ８は、モータ制御信号を出力するマイコン６１と、モータ制御信号に基づいてモータ１１に駆動電力を供給する駆動回路６２とを備えている。尚、本実施形態では、ギヤ比可変アクチュエータ７の駆動源であるモータ１１は、ブラシレスモータであり、駆動回路６２は入力されるモータ制御信号に基づいてモータ１１に三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力を供給する。また、以下に示す各制御ブロックは、マイコン６１（７１）が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。

詳述すると、マイコン６１は、ギヤ比可変制御演算部６３及び微分ステア制御演算部６４を備え、これら各制御演算部は、それぞれ入力される車両状態量に基づいてＡＣＴ角θtaの制御目標成分を演算する。

具体的には、ギヤ比可変制御演算部６３には、操舵角θs及び車速Ｖが入力され、微分ステア制御演算部６４には、車速Ｖ及び操舵速度ωsが入力される。そして、ギヤ比可変制御演算部６３は、車速Ｖに応じてギヤ比を可変させるための制御目標成分であるギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*を演算し、微分ステア制御演算部６４は、操舵速度に応じて車両の応答性を向上させるための制御目標成分である微分ステア指令角θls*を演算する。

ギヤ比可変制御演算部６３及び微分ステア制御演算部６４により演算されたギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*は、加算器６５へと入力される。そして、この加算器６５において、これらギヤ比可変ＡＣＴ指令角θgr*及び微分ステア指令角θls*が重畳されることによりＡＣＴ角θtaの制御目標であるＡＣＴ指令角θta*が演算される。

加算器６５にて演算されたＡＣＴ指令角θta*は、モータ１１に設けられた回転角センサ６６の出力信号に基づき検出されるＡＣＴ角θtaとともに、位置制御演算部６７に入力される。位置制御演算部６７は、入力されたＡＣＴ指令角θta*及びＡＣＴ角θtaに基づくフィードバック演算により電流指令εを演算し、その電流指令εをモータ制御信号出力部６８に入力する。そして、モータ制御信号出力部６８が、その電流指令εに基づくモータ制御信号を生成し、駆動回路６２が入力されたモータ制御信号に基づく駆動電力をギヤ比可変アクチュエータ７のモータ１１に供給することにより、同ギヤ比可変アクチュエータ７の作動が制御されるようになっている。

また、本実施形態では、ＩＦＳＥＣＵ８は、ギヤ比可変制御用のマイコン６１及び駆動回路に加え、ロック制御用、即ちソレノイド３７に駆動電力を供給する駆動回路７０と、該駆動回路７０にロック機構３０をロックすべき旨を示す信号、即ちロック信号を出力するマイコン７１とを備えている。そして、駆動回路７０は、マイコン７１からロック信号が入力された場合に、ロック機構３０をロック状態とすべくソレノイド３７への電力供給を停止する。

詳述すると、本実施形態のマイコン７１は、ロック機構３０をロック状態とすべき所定条件が成立したか否かを判定するロック条件検出部７３と、このロック条件検出部７３の出力するロックＯＮ信号Ｓ_Ｌonに基づいてロック信号を出力すべきか否か、即ちロック機構３０をロック状態とすべきか否かを判定するロック判定部７４とを備えている。

本実施形態では、ロック条件検出部７３は、ギヤ比可変アクチュエータ７のモータ１１及び該モータ１１に駆動電力を供給する駆動回路６２が継続して高負荷状態となるのを防止する高負荷防止制御演算部７５、これらの過熱を防止する過熱保護制御演算部７６、及びギヤ比可変アクチュエータ７の異常を検出する異常検出部７７を備えている。そして、ロック条件検出部７３は、これら高負荷防止制御演算部７５、過熱保護制御演算部７６、及び異常検出部７７の何れかが条件成立フラグをセットした場合に、ロック判定部７４に対しロックＯＮ信号Ｓ_Ｌonを出力する。

尚、本実施形態では、モータ制御信号出力部６８は、駆動回路６２に対しモータ制御信号を出力するとともに、ロック条件検出部７３にそのｄｕｔｙ比を出力する。また、本実施形態では、駆動回路６２には温度センサ７８が設けられており、ロック条件検出部７３には、ギヤ比可変アクチュエータ７の出力する異常信号とともに、この温度センサ７８により検出される駆動回路６２の温度Ｔが入力される。そして、本実施形態では、高負荷防止制御演算部７５は、モータ制御信号出力部６８の出力するｄｕｔｙ比に基づいてモータ１１及び駆動回路６２の高負荷判定（推定）を行い、過熱保護制御演算部７６は、ｄｕｔｙ比（ｄｕｔｙ比により算出されるモータ１１の発熱量の積算値）、及び検出された駆動回路６２の温度Ｔに基づいてその過熱判定を行う。

本実施形態では、ロック判定部７４には、上記ロック条件検出部７３の出力するロックＯＮ信号Ｓ_Ｌonとともに、車内ネットワーク５０を介して異常検出手段としてのＥＰＳＥＣＵ４８が出力するＥＰＳ異常信号が入力される。そして、ロック判定部７４は、ロックＯＮ信号Ｓ_Ｌon又はＥＰＳ異常信号の入力があった場合にロック信号を出力する。即ち、本実施形態では、ロック機構３０をロック状態とすべき所定条件には、ＥＰＳアクチュエータ４７又はＥＰＳＥＣＵ４８の異常が含まれる。

また、本実施形態では、ロック判定部７４には、上記ロックＯＮ信号Ｓ_Ｌon及びＥＰＳ異常信号に加え、回転角センサ６６の出力信号に基づき検出されるモータ軸１１ａの回転速度ωm（回転角速度［rad/s］）が入力される。そして、ロック判定部７４は、この入力される回転速度ωmが所定速度ω０以上である場合には、ロックＯＮ信号Ｓ_Ｌon又はＥＰＳ異常信号の入力がある場合であってもロック信号を出力しない。

具体的には、図５のフローチャートに示すように、ロック判定部７４は、先ずロックＯＮ信号Ｓ_Ｌonの入力があるか否かを判定し（ステップ１０１）、その入力がない場合（ステップ１０１：ＮＯ）には、続いてＥＰＳ異常信号の入力があるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、上記ステップ１０１においてロックＯＮ信号Ｓ_Ｌonの入力があると判定した場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）、又は上記ステップ１０２においてＥＰＳ異常信号の入力があると判定した場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、検出されるモータ軸１１ａの回転速度ωmが所定速度ω０より小さいか否かを判定する（ωm＜ω０、ステップ１０３）。そして、回転速度ωmが所定速度ω０よりも小さいと判定した場合（ωm＜ω０、ステップ１０３：ＹＥＳ）にロック信号を出力し（ステップ１０４）、回転速度ωmが所定速度ω０以上であると判定した場合（ωm≧ω０、ステップ１０３：ＮＯ）には、ステップ１０４を実行せず、ロック信号を出力しない。

（作用・効果）
次に、上記のように構成された本実施形態のステアリング装置の作用・効果について説明する。

上述のように、ロック作動時、即ち回転するロックホルダ３２の係合溝３３内にロックアーム３１の係合爪３５が挿入される瞬間には、同ロックアーム３１及びロックホルダ３２に大きな衝撃荷重がかかる。このため、こうしたロック作動時において、外部入力等によりモータ軸１１ａが高速回転していた場合には、その耐用限界を超える衝撃荷重によってロックアーム３１及びロックホルダ３２が破損するおそれがある。そして、特にＥＰＳアクチュエータ４７やＥＰＳＥＣＵ４８の失陥が併発した場合には、外部入力の荷重をアシスト力で相殺することができないことから、このような破損を招く可能性がより一層高くなる。

この点を踏まえ、本実施形態のステアリング装置１では、
（１）ロック判定部７４は、モータ軸１１ａの回転速度ωmが所定速度ω０以上である場合には、ロックＯＮ信号Ｓ_Ｌon又はＥＰＳ異常信号の入力がある場合であってもロック信号を出力しない。

このような構成とすれば、モータ軸１１ａの回転速度ωmが所定速度ω０よりも小さくなるまでロック作動が行われない。従って、ロックアーム３１及びロックホルダ３２にその耐用限界を超える衝撃荷重がかかることがなく、その結果、ロック作動時におけるロックアーム３１及びロックホルダ３２の損傷を防止して高い信頼性を確保することができる。

（２）ロック判定部７４には、ロック条件検出部７３の出力するロックＯＮ信号Ｓ_Ｌonとともに、車内ネットワーク５０を介して異常検出手段としてのＥＰＳＥＣＵ４８が出力するＥＰＳ異常信号が入力される。そして、ロック判定部７４は、ＥＰＳ異常信号の入力があった場合にもロック信号を出力する。即ち、ギヤ比可変アクチュエータ７及びＩＦＳＥＣＵ８の他、ＥＰＳアクチュエータ４７やＥＰＳＥＣＵ４８の異常が生じた場合にも、ロック機構３０をロック状態とする。

このような構成とすれば、ＥＰＳアクチュエータ４７の停止により外部入力荷重を相殺できない状態においてその外部入力荷重によってモータ軸１１ａが通常使用の範囲を超えて高速回転することを未然に防止することができる。そして、外部入力とＥＰＳアクチュエータ４７の停止とが同時に起こった場合であっても、上記（１）の制御によりロック作動時におけるロックアーム３１及びロックホルダ３２の損傷を未然に防止することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を、モータ軸１１ａと同軸に固定されたロックホルダ３２と、ロックホルダ３２の外側においてハウジング１３内（モータハウジング１１の一端）に軸支されたロックアーム３１により構成されるロック機構３０に具体化した。しかし、これに限らず、ロックホルダは、モータ軸、又は入力軸若しくは出力軸側のうち該モータ軸と同軸配置された側の一方と一体回転可能に設けられ、ロックアームは、ロックホルダが設けられた側の他方側と一体回転に設けられた構成であれば、ロックアーム３１とロックホルダ３２との配置が本実施形態と異なる構成のロック機構に具体化してもよい。

・本実施形態では、ステアリング装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ４７と、該ＥＰＳアクチュエータ４７の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ４８とを備えることとした。しかし、これに限らず、その故障検出が可能なものであれば、油圧式等、ＥＰＳ以外のパワーステアリング装置に具体化してもよい。

・本実施形態では、ロック機構３０は、駆動源であるソレノイド３７のオンにより非ロック状態となり、ソレノイド３７のオフにより非ロック状態となることとした。しかし、これに限らず、ソレノイドのオンによりロック状態となるものに具体化してもよく、ソレノイド以外を駆動源とするものに具体化してもよい。

ステアリング装置の概略構成図。 ギヤ比可変アクチュエータの概略構成を示す断面図。 ロック機構の概略構成を示す模式図。 ステアリング装置の制御ブロック図。 ロック判定の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ステアリングホイール（ステアリング）、３…ステアリングシャフト、６…操舵輪、７…ギヤ比可変アクチュエータ、８…ＩＦＳＥＣＵ、９…第１シャフト、１０…第２シャフト、１１…モータ、１１ａ…モータ軸、１２…ハーモニックドライブ、１３…ハウジング、３０…ロック機構、３１…ロックアーム、３２…ロックホルダ、３３…係合溝、３７…ソレノイド、４７…ＥＰＳアクチュエータ、４８…ＥＰＳＥＣＵ、４９…モータ、７０…駆動回路、７１…マイコン、７３…ロック条件検出部、７４…ロック判定部、ωm…回転速度、ω０…所定速度、Ｓ_Ｌon…ロックＯＮ信号。

Claims (3)

1. ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記伝達比可変装置は、入力軸に固定され該入力軸とともに一体回転するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に軸支されたモータ軸と、前記ハウジングに固定され前記モータ軸及び出力軸に連結されることにより前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するとともに前記モータ軸の回転を減速して該出力軸に伝達する差動機構と、前記モータ軸と前記ハウジングとを連結することにより前記入力軸と出力軸とを相対回転不能にロック可能なロック機構とを備え、前記ロック機構は、前記ハウジングに設けられたロックアームと、前記モータ軸に固定されるとともに前記ロックアームが係合される係合溝が形成されたロックホルダとを有し、前記制御手段は、所定条件が成立した場合に、前記ロックアームを前記係合溝に係合させて前記ロック機構をロック状態とすべく前記制御する車両用操舵装置であって、
   前記制御手段は、前記モータ軸の回転速度が所定速度以上である場合には、前記所定条件が成立した場合であっても、前記ロック機構をロック状態としないこと、
   を特徴とする車両用操舵装置。
2. ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置と、前記伝達比可変装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記伝達比可変装置は、前記入力軸又は出力軸と同軸配置されたモータ軸と、前記モータ軸、前記入力軸及び出力軸に対して回転伝達可能に連結されることにより前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達するとともに前記モータ軸の回転を減速して該出力軸に伝達する差動機構と、前記モータ軸と該モータ軸と前記同軸配置された前記出力軸又は出力軸とを連結することにより前記入力軸と出力軸とを相対回転不能にロック可能なロック機構とを備え、前記ロック機構は、前記モータ軸側、又は前記入力軸若しくは前記出力軸側のうち該モータ軸と同軸配置された側の一方と一体回転可能に設けられたロックアームと、前記ロックアームが設けられた側の他方側と一体回転に設けられるとともに前記ロックアームが係合される係合溝が形成されたロックホルダとを有し、前記制御手段は、所定条件が成立した場合に、前記ロックアームを前記係合溝に係合させて前記ロック機構をロック状態とすべく前記制御する車両用操舵装置であって、
   前記制御手段は、前記モータ軸の回転速度が所定速度以上である場合には、前記所定条件が成立した場合であっても、前記ロック機構をロック状態としないこと、
   を特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用操舵装置において、
   操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアシスト力付与手段と、該アシスト力付与手段の異常を検出する異常検出手段とを備え、
   前記所定条件は、前記アシスト力付与手段の異常が検出された場合を含むこと、
   を特徴とする車両用操舵装置。

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