JP4352253B2 - 車両の伝達比可変操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の伝達比可変操舵装置に関するものであり、特に電源リレーの溶着判定回路に関するものである。

車両の伝達比可変操舵装置において、電源リレーの溶着（電源リレーがオンあるいはオフのいずれかの状態に固着してしまう故障）を判定するための回路が設けられている。

図４および図８を用いて従来の方法について説明する。電源リレー３３の入力側はバッテリ８等の電源に接続され、出力側は電源供給の対象（図４ではモータ駆動回路５０）に接続されている。また、電源リレー３３の出力側とグランドの間には、電源リレーの溶着を判定するためのコンデンサＣ２０５および抵抗Ｒ２０４が接続されている。

電源リレー３３がオン状態の場合には、コンデンサＣ２０５の両端にバッテリ８の電圧が印加され、その電圧（図８のＰＩＧ）に応じた電荷が蓄積される。電源リレー３３がオフ状態になると、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷が放電を開始し、放電された電荷（即ち電流）は抵抗Ｒ２０４によって消費される。

図８のように、電源リレーの溶着判定は、外部からの指令により電源リレー３３をオン状態からオフ状態にしてから、所定の判定時間Ｔ１以内にリレー後電圧ＶＩＧ（≒コンデンサＣ２０５端子電圧）が電源リレー溶着判定電圧値Ｖｔｈよりも低くならない場合を電源リレー溶着と判定している。

上記の記述内容に技術的に近いものが、特許文献１に記載されている。

特開２００４−３２９０３号公報

上記の電源リレーの溶着判定方法では、判定時間は短い方が望ましい。また、リレー後電圧ＶＩＧはＰＩＧ×ｅｘｐ（−ｔ／ＲＣ）で表すことができる。したがって、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷を放電させるための抵抗Ｒ２０４の値は小さい方が望ましい。しかし、通常動作中（即ち、電源リレーがオン状態）にも抵抗Ｒ２０４には電流が流れていて、抵抗Ｒ２０４の値を小さくすると、その電流値はオームの法則によって大きくなる。抵抗Ｒ２０４に流れる電流はモータ駆動回路の動作に全く寄与していないので全て損失電流となる。この損失電流は抵抗Ｒ２０４によって消費され、その結果抵抗Ｒ２０４は発熱する。抵抗Ｒ２０４の発熱が大きくなると、抵抗Ｒ２０４の周囲の雰囲気温度および基板の温度が上昇するので、その温度上昇に耐え得る部品を用いなければならないという問題がある。このことは、使用する部品が限定されることを意味し、結果として部品コストおよび製造コストの上昇を招く。

上記問題を背景として、本発明の課題は、低コストで電源リレーの溶着を確実に判定でき、かつ損失電流の少ない車両の伝達比可変操舵装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、上記課題を解決するための伝達比可変操舵装置を提供するものである。即ち、請求項１によれば、ステアリング側に接続される入力軸と、転舵輪側に接続される出力軸と、入力軸の回転角に対して出力軸の回転角を可変にする伝達比可変機構ユニットと、伝達比可変機構ユニットに対して電源の投入および切断を行なう電源リレーと、電源リレーの溶着を判定するために、電源とグランドとの間に設けられたコンデンサおよび第１の抵抗とを含む電源リレー溶着判定手段と、電源とグランドとの間に、第１の抵抗と並列に接続された第２の抵抗と、
第１の抵抗および第２の抵抗のいずれか一方に直列に接続されたスイッチング素子と、電源リレーがオフ状態となったときに、スイッチング素子をオン状態として、コンデンサに蓄積された電荷を第１の抵抗および第２の抵抗によって放電する電荷除去手段と、を備えることを特徴とする車両の伝達比可変操舵装置として構成される。

上記構成によって、電源リレーの溶着を判定するためのコンデンサに蓄積された電荷は、従来技術と異なり第１の抵抗（Ｒ２０４）および第２の抵抗の２つの抵抗によって放電される。このため第１の抵抗を流れる電流値は従来よりも小さくなり発熱量も少なくなる。よって、温度上昇が小さくなるので熱耐性の小さい抵抗を使用することが可能となり、部品コストおよび製造コストは低減される。

請求項２によれば、本発明の車両の伝達比可変操舵装置におけるスイッチング素子は、電源リレーがオフ状態となったときのみにオン状態となる構成をとることができる。本構成によって、電源リレーがオン状態の場合にはスイッチング素子はオフ状態あるいはデューティ駆動状態（後述）となるため、抵抗に流れる損失電流および抵抗で消費される電力を低減することができ、電源リレーがオフ状態に状態の場合にはスイッチング素子がオン状態となってコンデンサに蓄積された電荷を速やかに抵抗で消費（放電）することが可能となる。これによって、損失電流の少ない電荷除去手段を実現することが可能となる。また、損失電流が減少することから、電源（即ちバッテリ）の負担も軽減される。

請求項３によれば、本発明の車両の伝達比可変操舵装置は、入力軸と出力軸とを一体的に回転可能とする連結機構を備え、第２の抵抗およびスイッチング素子は、連結機構において入力軸と出力軸との連結あるいは解除を行なうソレノイドを制御する回路に含まれる構成をとることができる。

車両の伝達比可変操舵装置は、該装置に異常が発生した場合あるいは、車両のイグニッションスイッチがオフ状態になったときには、連結機構により入力軸と出力軸とを一体的に回転可能としている。この連結機構では、スイッチング素子によりソレノイドを制御することで入力軸と出力軸との連結あるいは解除を行なっている。上記構成によって、新たに専用の部品あるいは回路を用いることなくコストの上昇を伴わずに本発明の構成を実現可能となる。

請求項４によれば、本発明の車両の伝達比可変操舵装置における出力軸はモータにより回転し、第２の抵抗はモータに流れる電流を検出するための抵抗を用いる構成をとることができる。モータに流れる電流を検出するための抵抗は、スイッチング素子を用いたモータのデューティ制御には必須の部品であり、スイッチング素子はモータを制御する回路に含まれるものを使用すればよい。本構成によって、新たに専用の部品あるいは回路を用いることなくコストの上昇を伴わずに本発明の構成を実現可能となる。

請求項５によれば、本発明の車両の伝達比可変操舵装置における第２の抵抗はモータのコイルに含まれる抵抗成分を用いる構成をとることができる。モータを構成するコイルには抵抗成分が含まれている。このため、本構成ではコンデンサに蓄積された電荷を除去するための専用の抵抗は不要である。スイッチング素子はモータを制御する回路に含まれるものを使用すればよく、本構成によって、新たに専用の部品あるいは回路を用いることなくコストの上昇を伴わずに本発明の構成を実現可能となる。

請求項６によれば、本発明の車両の伝達比可変操舵装置における抵抗は、電源リレー溶着判定手段において電源リレーの溶着を判定可能な値を持つ構成をとることができる。本構成によって、電源リレーの溶着を判定ための抵抗を別に設ける必要がなく、抵抗に流れる損失電流も減少し、抵抗で消費される電力が減少することから抵抗の発熱も減少し、抵抗あるいはその周辺の部品に耐熱性の低い部品を使用することができ、結果として部品コストを低減することが可能となる。また、抵抗で消費される電力が減少することから、電源（即ちバッテリ）の負担も軽減される。

請求項７によれば、本発明の車両の伝達比可変操舵装置はスイッチング素子をデューティ制御する制御手段を備える構成をとることができる。

スイッチング素子に接続された抵抗には、スイッチング素子がオン状態のときのみに電流が流れる。例えば、スイッチング素子が５０％のデューティで駆動されている場合、抵抗の両端に発生する電圧は従来の１／２となる。よって、抵抗に流れる電流（即ち、損失電流）も１／２となり、抵抗で消費される電力は１／４となる。上記構成によって、抵抗に流れる損失電流も減少し、抵抗で消費される電力が減少することから抵抗の発熱も減少し、抵抗あるいはその周辺の部品に耐熱性の低い部品を使用することができ、結果として部品コストを低減することが可能となる。また、抵抗で消費される電力が減少することから、電源（即ちバッテリ）の負担も軽減される。

また、上述したソレノイドを制御する回路およびモータを制御する回路に含まれるスイッチング素子はデューティ駆動されている（デューティ制御する制御手段を備えている）ので、新たな制御手段を設ける必要がなく、製造コストも上昇しない。

従来よりも低コストで電源リレーの溶着を確実に判定でき、かつ損失電流の少ない伝達比可変操舵装置を、電源リレー溶着判定用の抵抗に加え、連結機構のソレノイドを制御するスイッチング素子に接続される抵抗を用いて、電源リレー溶着判定用のコンデンサに蓄積された電荷を放電する構成によって実現した。

以下、本発明の伝達比可変操舵装置の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の伝達比可変操舵装置１のシステム構成を示したものである。図２は、伝達比可変操舵装置１の伝達比可変機構ユニット１２の軸方向断面図である。図３は、伝達比可変操舵装置１全体の回路構成を示したブロック図である。

まず、図１に示すように、車両のステアリングホイール１０が入力軸１１の上端に接続されている。また、入力軸１１の下端と出力軸１３の上端とが伝達比可変機構ユニット１２を介して接続されている。さらに、出力軸１３の下端には、図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボックス１５内でラック１６に噛合されている。また、ステアリングギヤボックス１５内には、図示しない電動パワーステアリング装置が設けられている。ラック１６の両端には、それぞれ図示しないタイロッドおよびアームを介して転舵輪１７が接続されている。

入力軸１１には、ステアリングホイール１０の操舵角を検出する舵角センサ６が設けられ、一方、出力軸１３には、転舵輪１７の転舵角を検出するためのレゾルバで構成される出力角センサ１４が設けられている。なお、出力角センサ１４は、伝達比可変機構ユニット１２内に設けていてもよい。これら舵角センサ６および出力角センサ１４により検出された入力軸１１の操舵角および出力軸１３の回転角は、伝達比制御部３に入力される。さらに、伝達比制御部３には、車載ＬＡＮ（Local Area Network）７から車速信号およびエンジン回転数信号等が入力される。そして、伝達比制御部３は、伝達比可変機構ユニット１２を制御するための制御信号を出力する。

伝達比可変機構ユニット１２は、図２に示すように、周知のブラシレスモータである電動モータ４および減速機構５を備えて構成され、舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの信号に基づいて、電動モータ４を回転させて出力軸１３の回転角を可変とするものである。また、電動モータ４は、モータハウジング４４内に設けられたステータ４３とロータ４２とを備えて構成されている。

また、モータハウジング４４のステアリングホイール側の内周には、連結ピン２１とその係合部４２ａ、および連結ピン２１を移動させるためのソレノイドコイル２が設けられている（本発明における連結機構）。連結ピン２１は、図示しないバネ等の弾性部材により回転軸４１の軸方向と平行に係合部４２ａとの係合方向に付勢されており、ソレノイドコイル（本発明におけるソレノイド）２に通電されていない場合は係合部４２ａと係合状態にある。伝達比制御部３からの指令によりソレノイド駆動回路３２からソレノイドコイル２に通電を行なうと、連結ピン２１に対し回転軸４１の軸方向と平行で係合部４２ａから解放する方向（図の上部方向）の電磁力が発生する。この電磁力が弾性部材の付勢力を上回ると、連結ピン２１と係合部４２ａとの係合状態は解除される。

以上説明した操舵機構では、まず、車載ＬＡＮ７からの車速信号と舵角センサ６により検出された操舵角が伝達比制御部３に入力されると、伝達比制御部３は、これらの情報に基づき、出力軸１３の目標回転角の演算を行なう。この目標回転角に基づくモータ制御指令がＰＷＭ信号（＝Pulse Width Modulation：パルス幅変調信号）として伝達比制御部３より伝達比可変機構ユニット１２に出力される。このモータ制御指令により伝達比可変機構ユニット１２の電動モータ４が駆動され、転舵輪１７に対して出力軸１３の目標回転角にステアリングホイール１０の回転角とを加算した回転角に対応した転舵角を与える。そして、伝達比制御部３は、出力角センサ１４より転舵輪１７の実際の転舵角を推定演算して、確実に目標回転角に対応した転舵角を転舵輪１７に与えることができるようにフィードバックされる。この際、ソレノイド駆動回路３２からソレノイドコイル２に通電が行なわれてソレノイドコイル２は電磁力を発生し、その電磁力により連結ピン２１は回転軸４１の軸方向と平行にロータ４２から離れる方向（図２の上部方向）に移動する。つまり、モータハウジング４４とロータ４２との連結は解除される。

なお、伝達比制御部３が伝達比可変機構ユニット１２の異常を検出すると、伝達比制御部３は、ソレノイド駆動回路３２に対してソレノイドコイル２に通電を停止する指令を出力する。これにより、ソレノイドコイル２からは電磁力が発生せず、図示しない弾性部材の付勢力によって連結ピン２１は回転軸４１の軸方向と平行にロータ４２に接近する方向（図２の下部方向）に移動する。そして、連結ピン２１は、ロータ４２に設けられた係合部４２ａと係合されて、モータハウジング４４とロータ４２とが連結される。

次に、図３を用いて、伝達比可変操舵装置１の構成について説明する。伝達比可変操舵装置１は、ソレノイドコイル２、伝達比制御部３、電動モータ４および減速機構５から構成されている。

ソレノイドコイル２は、後述する伝達比制御部３のソレノイド駆動回路３２に接続されており、ソレノイド駆動回路３２からの駆動信号によって電磁力を発生することにより、連結ピン２１および係合部４２ａの係合あるいは解除を行なっている。

伝達比制御部３は、上述の舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２に流れる電流と電動モータ４の駆動を制御するものであって、マイコン３１（本発明における制御手段）、ソレノイド駆動回路３２、電源リレー３３、リレー駆動回路３４、電源回路３５、電圧検出回路３６、電流検出回路３７、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）３８、舵角検出回路３９、モータ駆動回路５０、電流検出回路５１、モータ端子電圧検出回路５２および電気角検出回路５３を含み構成されている。

マイコン３１は、舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２および電動モータ４に流れる電流の演算を行ない、その演算値に基づいて制御信号をする出力するもので、図示しない周知のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力インターフェース，およびこれらを接続するバスライン等により構成されている。そして、マイコン３１に入力された信号に基づく各種演算処理、およびマイコン３１から各周辺回路に対する制御信号出力処理は、ＲＯＭあるいはＲＡＭに記憶された制御プログラムにより実行される。

ソレノイド駆動回路３２は、マイコン３１からの制御信号に基づき、ソレノイドコイル２に流れる電流を制御して連結ピン２１および係合部４２ａの係合あるいは解除を行なうためのものであって、電源リレー３３を介してバッテリ８と接続されている。

電源リレー３３は、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との間に設けられ、オンされることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２とを接続させ、オフされることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との接続を遮断させる。電源リレー３３は、マイコン３１からの制御信号によって動作するリレー駆動回路３４により、オンもしくはオフされる。

電源回路３５は、ＩＧスイッチ９を介してバッテリ８と接続され、バッテリ８からの電流をマイコン３１に供給する。電圧検出回路３６は、バッテリ８の電圧値を検出し、検出した検出値をマイコン３１に入力している。電流検出回路３７は、バッテリ８からモータ駆動回路５０に電流を供給すると共に、その電流値を検出し、検出した電流値をマイコン３１に入力している。

通信Ｉ／Ｆ３８は、車載ＬＡＮ７からの車速信号およびエンジン回転数信号等をマイコン３１で処理可能なように変換し、この変換した車速信号およびエンジン回転数信号をマイコン３１に入力している。さらに、通信Ｉ／Ｆ３８には、車両の不安定な挙動を抑制するために、車載ＬＡＮ７から上述の目標回転角を強制的に変更させる信号が入力され、この信号をマイコン３１に入力している。なお、目標回転角を強制的に変更させる信号は、例えば転舵輪１７がスリップしたときなどに、通信Ｉ／Ｆ３８に入力される。

舵角検出回路３９は、舵角センサ６からの信号をマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した舵角信号をマイコン３１に入力している。

モータ駆動回路５０は、周知の三相ブリッジ回路を構成する６つのスイッチングトランジスタを有し、マイコン３１からの駆動信号に基づいて、６つのスイッチングトランジスタをＰＷＭデューティ制御して電動モータ４を駆動させるものである。

電流検出回路５１は、モータ駆動回路５０の６つのスイッチングトランジスタに流れる電流を検出し、検出した電流値をマイコン３１に入力している。モータ端子電圧検出回路５２は、モータ駆動回路５０の６つのスイッチングトランジスタの電圧を検出し、検出した電圧値をマイコン３１に入力している。

電気角検出回路５３は、減速機構５と出力軸１３を介して接続される出力角センサ１４で検出した回転角（電気角）をマイコン３１で処理可能なように変換し、この変換した回転角信号をマイコン３１に入力している。

そして、伝達比可変操舵装置１の動作としては、マイコン３１がソレノイド駆動回路３２に制御信号を出力し、ソレノイド駆動回路３２でソレノイド２に電流を流すことで、連結ピン２１と係合部４２ａとを解放状態とする。これにより、モータハウジング４４とロータ４２との連結が解除される。そして、舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの信号に基づいて電動モータ４を回転させることで、電動モータ４の回転力が減速機構５を介して出力軸１３に伝達される。そして、電動モータ４の回転力が伝達された出力軸１３のトルクと運転者が加えた操舵力とを加算したトルクを図示しない電動パワーステアリング装置のトルクセンサが検出して、図示しない電動パワーステアリング装置の電動モータによって転舵輪１７の転舵角を可変させている。

（本発明の実施の形態１）
次に、図５および図６を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。まず、図６は従来技術によるソレノイド駆動回路３２およびその関係する回路の動作について示したものである。マイコン３１からのソレノイド２への制御指令としてＰＷＭ信号のデューティ比が送られ、抵抗Ｒ５３９およびダイオードＤ５３５を経由してトランジスタＴ５１１がデューティ駆動され、ソレノイド２が駆動される。マイコン３１からのＰＷＭ信号のデューティ比を変えるによってソレノイド２に流れる電流は変化し、ソレノイド２に発生する電磁力も変化する。

図５は本発明の実施の形態について示したものである。マイコン３１からのソレノイド２への制御指令はＰＷＭ信号として送られ、増幅用トランジスタＴ５１７（本発明におけるスイッチング素子）はデューティ駆動される。トランジスタＴ５１７がデューティ駆動されることで抵抗Ｒ５４０（本発明における第２の抵抗）の両端に電圧が発生し、その電圧（ゲート電圧）によってトランジスタＴ５１１もデューティ駆動されて、ソレノイド２に電流が流れる。また、抵抗Ｒ５４０は抵抗Ｒ２０４（本発明における第１の抵抗，図４参照）と同一の電源供給線（電源リレー３３の出力側）に接続されている。

そして、電源リレー３３がオン状態からオフ状態に変化したときに、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は、抵抗Ｒ２０４および抵抗Ｒ５４０によって放電される。即ち、抵抗Ｒ５４０は、電源リレー３３がオン状態の時にはソレノイド駆動回路３２の抵抗素子として動作し、電源リレー３３がオン状態からオフ状態に変化したときにはコンデンサＣ２０５の電荷放電用の抵抗素子として動作するものである。

つまり、マイコン３１がリレー駆動回路３４に対し電源リレー３３をオン状態からオフ状態にするように指令を出すとともに、トランジスタＴ５１７を駆動するためのデューティ比を１００％とする信号をトランジスタＴ５１７に対して出力する。これによりトランジスタＴ５１７は常時オン状態となり、抵抗Ｒ２０４〜グランド，抵抗Ｒ５４０〜トランジスタＴ５１７〜グランドという二つの放電経路が形成される。これによりコンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２０４および抵抗Ｒ５４０によって放電される。よって、本実施の形態では、抵抗Ｒ２０４，抵抗Ｒ５４０および増幅用トランジスタＴ５１７により電荷除去手段を構成する。

抵抗Ｒ５４０の両端に印加される電圧は、トランジスタＴ５１７を駆動するためのデューティ比に比例する。例えば、トランジスタＴ５１７がデューティ比５０％で駆動されている場合は、バッテリ８の電圧（即ち、抵抗Ｒ２０４の両端に印加される電圧）の半分の値が抵抗Ｒ５４０の両端に印加される。また、一般に抵抗で消費される電力は抵抗の両端に印加される電圧の二乗に比例する。よって、トランジスタＴ５１７がデューティ比５０％で駆動されている場合は、抵抗Ｒ５４０で消費される電力は、単なるオン状態（デューティ比１００％）で消費される電力の１／４となり、抵抗Ｒ５４０の発熱も抑えられる。本実施の形態により、抵抗Ｒ５４０に耐熱性の高い部品を使用しなくてもよいことから、伝達比制御部３を製造するためのコストを低減することができる。

（本発明の実施の形態１の変形例）
図３および図５において、抵抗Ｒ２０４（本発明における第１の抵抗）の値Ｒ１をからＲ２へと大きくし、抵抗Ｒ５４０（本発明における第２の抵抗）の値Ｒ３を（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ２−Ｒ１）とすることでも同様の効果が得られる。抵抗素子が並列に接続されている場合、電流は抵抗値のより低い抵抗素子に多く流れることは周知である。つまり、抵抗Ｒ５４０により多くの電流を流すことで、抵抗Ｒ２０４における発熱を抑制するものである。

（本発明の実施の形態２）
図７を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。モータ駆動回路５０（図４参照）の抵抗Ｒ２０４（本発明における第１の抵抗）とグランドとの間にトランジスタＴ７０１（本発明におけるスイッチング素子）を接続し、マイコン３１の出力端子とトランジスタＴ７０１のベース端子を抵抗Ｒ７０２を介して接続する。

電源リレー３３がオン状態の時には、マイコン３１からトランジスタＴ７０１への制御指令はＰＷＭ信号として送られ、トランジスタＴ７０１はデューティ駆動される。マイコン３１がリレー駆動回路３４に対し電源リレー３３をオン状態からオフ状態にするように指令を出すとともに、トランジスタＴ７０１を駆動するためのデューティ比を１００％とする信号をトランジスタＴ７０１に対して出力する。これによりトランジスタＴ７０１は常時オン状態となり、抵抗Ｒ２０４〜トランジスタＴ７０１〜グランドという放電経路が形成される。これによりコンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２０４によって放電される。よって、本実施の形態では、抵抗Ｒ２０４およびトランジスタＴ７０１により電荷除去手段を構成する。

抵抗Ｒ２０４の両端に印加される電圧は、トランジスタＴ７０１を駆動するためのデューティ比に比例する。例えば、トランジスタＴ７０１がデューティ比５０％で駆動されている場合は、バッテリ８の電圧（即ち、従来抵抗Ｒ２０４の両端に印加されていた電圧）の半分の値が抵抗Ｒ２０４の両端に印加される。また、一般に抵抗で消費される電力は抵抗の両端に印加される電圧の二乗に比例する。よって、トランジスタＴ７０１がデューティ比５０％で駆動されている場合は、抵抗Ｒ２０４で消費される電力は従来の１／４となり、抵抗Ｒ２０４の発熱も抑えられる。さらに電源リレー３３がオン状態の時には、マイコン３１からトランジスタＴ７０１への駆動デューティ比を０％（オフ状態）とすれば抵抗Ｒ２０４の発熱が無くなる。本実施の形態により、耐熱性の高い部品を使用しなくてもよいことから、伝達比制御部３を製造するためのコストを低減することができる。

（本発明の実施の形態３）
図４を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。モータ駆動回路５０は、モータ４のＵ，Ｖ，Ｗ３相のコイルのスイッチングに伴なう誘導電流のバイパス経路を形成するフライホイールダイオードを含む形で、周知の３相ブリッジ回路を構成するように配線されている。出力角センサ１４からの回転角信号とマイコン３１からの指令に基づくドライバＩＣ３１４からのＰＷＭ信号を用いてスイッチング素子３０１〜３０６をスイッチング駆動すれば、通電に関与する相のコイルを選択的にＰＷＭ通電することができる。なお、スイッチング素子３０１，３０２，３０３は、それぞれＵ相，Ｖ相，Ｗ相のスイッチングを行ない、上アーム側スイッチング素子とも称する。また、スイッチング素子３０４，３０５，３０６は、それぞれＵ相，Ｖ相，Ｗ相のスイッチングを行ない、下アーム側スイッチング素子とも称する。

また、抵抗Ｒ３１１，Ｒ３１２，Ｒ３１３は、それぞれＵ相，Ｖ相，Ｗ相に流れる電流値を求めるためのシャント抵抗（本発明におけるモータに流れる電流を検出するための抵抗，第２の抵抗）で、これら抵抗の両端の電圧を測定し電流検出回路５１においてマイコン３１で処理可能な値に変換してマイコン３１に送る。

マイコン３１がリレー駆動回路３４に対し電源リレー３３をオン状態からオフ状態にするように指令を出すとともに、スイッチング素子３０１およびスイッチング素子３０４をデューティ比１００％でＰＷＭ駆動すると、スイッチング素子３０１〜スイッチング素子３０４〜抵抗Ｒ３１１〜グランドという放電経路が形成され、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２０４（本発明における第１の抵抗）および抵抗Ｒ３１１によって放電される。よって、本実施の形態では、抵抗Ｒ２０４，スイッチング素子３０１，スイッチング素子３０４および抵抗Ｒ３１１により電荷除去手段を構成する。

同様にスイッチング素子３０２およびスイッチング素子３０５、あるいはスイッチング素子３０３およびスイッチング素子３０６をデューティ比１００％でＰＷＭ駆動すると、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷はそれぞれ抵抗Ｒ２０４および抵抗Ｒ３１２、あるいは抵抗Ｒ２０４および抵抗Ｒ３１３によって放電される。よって、本実施の形態では、抵抗Ｒ２０４，スイッチング素子３０２，スイッチング素子３０５および抵抗Ｒ３１２、あるいは抵抗Ｒ２０４，スイッチング素子３０３，スイッチング素子３０６および抵抗Ｒ３１３により電荷除去手段を構成する。

（本発明の実施の形態３の変形例）
抵抗Ｒ２０４（本発明における第１の抵抗）の値を、スイッチング素子３０１〜スイッチング素子３０４〜抵抗Ｒ３１１（本発明における第２の抵抗）〜グランドという放電経路の全抵抗値に対して大きくすることによっても、同様の効果が得られる。抵抗素子が並列に接続されている場合、電流は抵抗値のより低い抵抗素子に多く流れることは周知である。つまり、スイッチング素子３０１〜スイッチング素子３０４〜抵抗Ｒ３１１〜グランドという放電経路により多くの電流を流すことで、抵抗Ｒ２０４における発熱を抑制するものである。上記の他の２つのスイッチング素子と抵抗で形成される経路についても同様である。

（本発明の実施の形態４）
図４において、マイコン３１がリレー駆動回路３４に対し電源リレー３３をオン状態からオフ状態にするように指令を出すとともに、スイッチング素子３０１およびスイッチング素子３０５をデューティ比１００％でＰＷＭ駆動すると、スイッチング素子３０１〜モータ４〜スイッチング素子３０５〜抵抗Ｒ３１２〜グランドという放電経路が形成され、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２０４（本発明における第１の抵抗），モータ４のコイルに含まれる抵抗成分（本発明におけるモータに含まれる抵抗，第２の抵抗）および抵抗Ｒ３１２によって放電される。同様に、スイッチング素子３０１およびスイッチング素子３０６をデューティ比１００％でＰＷＭ駆動すると、スイッチング素子３０１〜モータ４〜スイッチング素子３０６〜抵抗Ｒ３１３〜グランドという放電経路が形成され、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２０４，モータ４のコイルに含まれる抵抗成分および抵抗Ｒ３１３（本発明における電荷除去手段）によって放電される。よって、本実施の形態では、抵抗Ｒ２０４，モータ４のコイルに含まれる抵抗成分および抵抗Ｒ３１２、あるいは抵抗Ｒ２０４，モータ４のコイルに含まれる抵抗成分および抵抗Ｒ３１３により電荷除去手段を構成する。

同様にスイッチング素子３０２およびスイッチング素子３０４、あるいはスイッチング素子３０２およびスイッチング素子３０６をデューティ比１００％でＰＷＭ駆動すると、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２０４，モータ４のコイルに含まれる抵抗成分および抵抗Ｒ３１１（本発明における電荷除去手段）、あるいは抵抗Ｒ２０４，モータ４のコイルに含まれる抵抗成分および抵抗Ｒ３１３（本発明における電荷除去手段）によって放電される。

同様にスイッチング素子３０３およびスイッチング素子３０４、あるいはスイッチング素子３０３およびスイッチング素子３０５をデューティ比１００％でＰＷＭ駆動すると、コンデンサＣ２０５に蓄積された電荷は抵抗Ｒ２０４，モータ４のコイルに含まれる抵抗成分および抵抗Ｒ３１１（本発明における電荷除去手段）、あるいは抵抗Ｒ２０４，モータ４のコイルに含まれる抵抗成分および抵抗Ｒ３１２（本発明における電荷除去手段）によって放電される。

本実施の形態では、モータ４に電流が流れるためモータ４は回転してしまう。しかし、電源リレー３３がオフ状態のときには、ソレノイド２は駆動されず、連結ピン２１は、ロータ４２に設けられた係合部４２ａと係合されて、モータハウジング４４とロータ４２とが連結された状態となっている。このため、モータ４が回転しても出力軸１３は回転しないので転舵輪１７も動かず、車両の挙動が不安定になることはない。

（本発明の実施の形態４の変形例）
抵抗Ｒ２０４（本発明における第１の抵抗）の値を、スイッチング素子３０１〜モータ４〜スイッチング素子３０５〜抵抗Ｒ３１２（本発明における第２の抵抗）〜グランドという放電経路の全抵抗値に対して大きくすることによっても、同様の効果が得られる。抵抗素子が並列に接続されている場合、電流は抵抗値のより低い抵抗素子に多く流れることは周知である。つまり、スイッチング素子３０１〜モータ４〜スイッチング素子３０５〜抵抗Ｒ３１２〜グランドという放電経路により多くの電流を流すことで、抵抗Ｒ２０４における発熱を抑制するものである。上記の他にも、本発明の実施の形態で述べた上アーム側スイッチング素子３０１〜３０３，モータ４，下アーム側スイッチング素子３０４〜３０６，および抵抗Ｒ３１１〜Ｒ３１３で形成される放電経路についても同様である。

上述した全ての実施の形態における放電経路の総抵抗値が抵抗Ｒ２０４の従来の抵抗値より小さければ、リレー後電圧ＶＩＧはＰＩＧ×ｅｘｐ（−ｔ／ＲＣ）で表されることから、図９に示すように放電時間の短縮が実現できる。即ち、上述した全ての実施の形態における放電経路およびコンデンサＣ２０５によって電源リレー溶着判定手段を構成することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

本発明の伝達比可変操舵装置のシステム構成を示す図。 伝達比可変操舵装置の伝達比可変ユニットの軸方向断面図。 伝達比可変操舵装置の回路構成を示したブロック図。 モータ駆動回路周辺の回路の詳細を示す図。 ソレノイド駆動回路周辺の詳細を示す図。 従来技術によるソレノイド駆動回路周辺の詳細を示す図。 本発明の実施の形態２について説明するための図。 従来技術によるリレー後電圧の時間による変化を示す図。 本発明を適用したときのリレー後電圧の時間による変化を示す図。

符号の説明

１ 伝達比可変制御装置
２ ソレノイド
３ 伝達比制御部
１２ 伝達比可変機構ユニット
３１ マイコン（制御手段）
３２ ソレノイド駆動回路
３３ 電源リレー
３４ 電源リレー駆動回路
５０ モータ駆動回路

Claims (7)

1. ステアリング側に接続される入力軸と、
   転舵輪側に接続される出力軸と、
   前記入力軸の回転角に対して前記出力軸の回転角を可変にする伝達比可変機構ユニットと、
   前記伝達比可変機構ユニットに対して電源の投入および切断を行なう電源リレーと、
   前記電源リレーの溶着を判定するために、前記電源とグランドとの間に設けられたコンデンサおよび第１の抵抗とを含む電源リレー溶着判定手段と、
   前記電源とグランドとの間に、前記第１の抵抗と並列に接続された第２の抵抗と、
   前記第１の抵抗および第２の抵抗のいずれか一方に直列に接続されたスイッチング素子と、
   前記電源リレーがオフ状態となったときに、前記スイッチング素子をオン状態として、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記第１の抵抗および第２の抵抗によって放電する電荷除去手段と、
   を備えることを特徴とする車両の伝達比可変操舵装置。
2. 前記スイッチング素子は、前記電源リレーがオフ状態となったときのみにオン状態となるものである請求項１に記載の車両の伝達比可変操舵装置。
3. 前記入力軸と前記出力軸とを一体的に回転可能とする連結機構を備え、前記第２の抵抗および前記スイッチング素子は、前記連結機構において前記入力軸と前記出力軸との連結あるいは解除を行なうソレノイドを制御する回路に含まれるものである請求項１または２に記載の車両の伝達比可変操舵装置。
4. 前記出力軸はモータにより回転し、前記第２の抵抗は前記モータに流れる電流を検出するための抵抗を用いるものである請求項１または２に記載の車両の伝達比可変操舵装置。
5. 前記第２の抵抗は前記モータのコイルに含まれる抵抗成分を用いるものである請求項４に記載の車両の伝達比可変操舵装置。
6. 前記第２の抵抗は、前記電源リレー溶着判定手段における前記電源リレーの溶着を判定可能な値を持つものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両の伝達比可変操舵装置。
7. 前記スイッチング素子をデューティ制御する制御手段を備えるものである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車両の伝達比可変操舵装置。
   

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