(57)【要約】【課題】  運転開始時のハンドルロック解除および運転終了時のハンドルロックを良好に補助する車両の操舵装置を提供すること。【解決手段】  ステアリングロック機構１４は、ステアリングシャフト１２の外周面に設けたロック溝１４ａへのロックバー１４ｂの侵入により、ハンドル１１をロックする。イグニッションキーＩＧＫの抜き取り直後に、電動モータ１５を作動させてシャフト１２を回動することにより、バー１４ｂの溝１４ａに対する相対的な回動位置を一致させ、同バー１４ｂの侵入を確実に行う。キーＩＧＫの挿入直後に、電動モータ１５を作動させてシャフト１２を回動することにより、バー１４ｂの溝１４ａに対する相対的な回動位置を一致させ、同バー１４ｂの引き抜きを補助する。この機構１４のロック状態およびロック解除状態は、ロック溝位置検出センサ２３からの距離Hに基づいて判定される。【選択図】  図２
2006306141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、
前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、
車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、
前記ロック溝の回動位置を検出する位置検出手段と、
前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態にて、前記位置検出手段により検出したロック溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態の設定を補助するロック解除補助制御手段とで構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、
前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、
車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、
前記ロック溝の形成位置に対応して形成されるとともに前記ステアリングシャフトと一体的に回動して、前記ロック溝の回動位置を検出するための複数の検出溝と、
前記検出溝の回動位置を検出する位置検出手段と、
前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態にて、前記位置検出手段により検出した検出溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態の設定を補助するロック解除補助制御手段とで構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載した車両の操舵装置において、
前記検出溝の形成幅寸法を、
前記ロック溝の形成幅寸法に比して小さく設定したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載した車両の操舵装置において、
前記位置検出手段は、
検出対象部位までの距離を検出し、同検出した距離の変化に基づいて回動位置を検出することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載した車両の操舵装置において、
前記ステアリングロック機構に、さらに、
前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを検出するトルク検出手段を設け、
前記ロック解除補助手段は、
前記ロック状態にて、前記位置検出手段によって検出した回動位置および前記トルク検出手段によって検出したトルクに基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック解除状態の設定を補助することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載した車両の操舵装置において、
前記ステアリングロック機構は、
前記位置検出手段を複数備えており、
同複数の位置検出手段によって検出される各回動位置に基づき、前記複数の位置検出手段の各作動状態を監視する監視手段を有して構成されることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項７】
ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、
前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、
車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、
前記ロック溝の回動位置を検出する位置検出手段と、
前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態にて、前記位置検出手段により検出したロック溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態の設定を補助するロック補助制御手段とで構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項８】
ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、
前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、
車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、
前記ロック溝の形成位置に対応して形成されるとともに前記ステアリングシャフトと一体的に回動して、前記ロック溝の回動位置を検出するための複数の検出溝と、
前記検出溝の回動位置を検出する位置検出手段と、
前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態にて、前記位置検出手段により検出した検出溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態の設定を補助するロック補助制御手段とで構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項９】
ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、
前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、
車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、
前記ロック溝の形成位置に対応して形成されるとともに前記ステアリングシャフトと一体的に回動して、前記ロック溝の回動位置を検出するための複数の検出溝と、
前記形成された複数の検出溝間にて段形状に形成されて、前記ステアリングシャフトの回動方向を決定するための複数の回動方向決定溝と、
前記検出溝の回動位置を検出するとともに前記回動方向決定溝の回動位置を検出する位置検出手段と、
前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態にて、前記位置検出手段により検出した前記回動方向決定溝の回動位置に基づいて前記電動モータの回転駆動方向を決定する回転駆動方向決定手段と、
前記決定した回転駆動方向および前記位置検出手段により検出した検出溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態の設定を補助するロック補助制御手段とで構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載した車両の操舵装置において、
前記検出溝の形成幅寸法を、
前記ロック溝の形成幅寸法に比して小さく設定したことを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１１】
請求項７ないし請求項９のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置において、
前記位置検出手段は、
検出対象部位までの距離を検出し、同検出した距離の変化に基づいて回動位置を検出することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１２】
請求項７ないし請求項９のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置において、
前記ステアリングロック機構に、さらに、
前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを検出するトルク検出手段を設け、
前記ロック補助手段は、
前記ロック解除状態にて、前記位置検出手段によって検出した回動位置および前記トルク検出手段によって検出したトルクに基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック状態の設定を補助することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１３】
請求項７ないし請求項９のうちのいずれか一つに記載した車両の操舵装置において、
前記ステアリングロック機構は、
前記位置検出手段を複数備えており、
同複数の位置検出手段によって検出される各回動位置に基づき、前記複数の位置検出手段の各作動状態を監視する監視手段を有して構成されることを特徴とする車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドルの操舵操作を電動モータの回転によりアシストする車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、下記特許文献１に示されているように、ステアリングシャフトの外周面上に周方向に沿って１箇所または複数個所に設けたロック溝と、ステアリングシャフトのロック溝に設けられた軸方向位置にて同シャフトの外周面上に対向しスプリングによってステアリングシャフトに径方向内側に向けて付勢されたロックバーと、キーシリンダに挿入されたイグニッションキーの回動に連動してロックバーのステアリングシャフトの径方向内側への変位を規制しまたは許容するカム機構とを備え、ロック状態にてハンドルの回動を禁止するとともに、ロック解除状態にてハンドルの回動を許容するステアリングロック機構はよく知られている。
【０００３】
このステアリングロック機構においては、イグニッションキーをキーシリンダに挿入してイグニッションスイッチをオンさせる方向へ回動させると、カム機構がロックバーをステアリングシャフトの径方向外側に変位させてロックバーの先端をステアリングシャフトの外周面から離れて位置するロック解除位置に保持し、ハンドルの回動を許容する。一方、イグニッションキーをキーシリンダから引き抜くために前記回動位置から前記と反対方向に同キーを回動したとき、カム機構がロックバーをロック解除位置に保持することを解除してロックバーのステアリングシャフトの径方向内側への変位を許容するので、ロックバーがスプリングの付勢力によってロック溝に侵入して、ハンドルの回動を禁止する。
【０００４】
しかし、上記従来の装置にあっては、運転者が、車両の運転を終了し、イグニッションキーをイグニッションスイッチをオンさせる方向と反対方向に回動した後にキーシリンダから引き抜いたとしても、ロックバーの先端面がロック溝に対向していない場合には、ロックバーの先端面がステアリングシャフトの外周面に接触して、同バーの先端部がロック溝に侵入しないので、ハンドルが完全にはロックされない。この状態で、ハンドルを回動させれば、ステアリングシャフトの設けたロック溝がロックバーの先端部位置まで回動した時点で、ロックバーの先端部はロック溝に侵入してハンドルは完全にロックされるので、車両の盗難が防止される。しかしながら、前記のようなハンドルの回動操作は運転者にとって面倒である。
【０００５】
また、一方では、運転者がイグニッションキーをキーシリンダに挿入するとともに回動して車両を始動させる場合、ロックバーがロック溝に侵入した状態ではロックバーの外周面とロック溝の内周壁との接触摩擦により、ロックバーをロック溝から引き抜くためにイグニッションキーの回動操作に多少の力が必要な場合があり、同キーの回動操作が重くなるという問題もある。このような場合、ハンドルを若干回動させながら、イグニッションキーを回動させれば、簡単にハンドルのロックを解除することができるが、このような操作も運転者にとって面倒であり、操作性が悪いという問題もある。
【０００６】
これらの問題に対して、本願出願人は、例えば、下記特許文献２に示す車両の電動パワーステアリング装置を提案している。この電動パワーステアリング装置によれば、運転終了時に電動モータを回転駆動させることによってステアリングシャフトを回転させ、ステアリングロック機構のロックバーとロック溝を係合させるようになっている。また、前記ロックバーとロック溝との係合状態を、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクの検出により判断し、この操舵トルクがほぼ「０」となるように電動モータを回転駆動させるようになっている。これにより、運転者の特別な操作を必要とすることなく、確実にステアリングロック機構を作動させることができて、ハンドルを完全にロックすることができる。また、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクをほぼ「０」とすることにより、前記ロックバーとロック溝との接触に伴う接触摩擦力を低減することができて、極めて容易に、ハンドルのロック状態を解除することができる。
【特許文献１】特開平１１−４３０１７号公報
【特許文献２】特許第３５３１５６０号公報
【０００７】
ところで、操舵トルクを検出するための操舵トルクセンサは、一般的に、操舵トルクの検出可能範囲内であっても、適切に操舵トルクを検出できない検出範囲すなわち不感帯を有する。このため、操舵トルクセンサの不感帯においては、ステアリングロック機構のロックバーとロック溝との係合状態、より具体的には、前記ロックバーとロック溝との接触状態を正確に判定できない可能性がある。このため、ハンドルのロック状態を確実に判定できない可能性や、前記ロックバーとロック溝との間の接触摩擦力を確実に低減できない可能性がある。したがって、より正確に、ステアリングロック機構のロックバーとロック溝との係合状態を判定できるようにすることが熱望されている。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたものであり、その目的は、ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、車両の運転開始時にハンドルのロック解除が簡単になされるとともに、車両の運転終了時にハンドルが完全にロックされるようにした車両の操舵装置を提供することにある。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の構成上の特徴は、ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、前記ロック溝の回動位置を検出する位置検出手段と、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態にて、前記位置検出手段により検出したロック溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態の設定を補助するロック解除補助制御手段とで構成したことにある。
【００１０】
また、ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、前記ロック溝の形成位置に対応して形成されるとともに前記ステアリングシャフトと一体的に回動して、前記ロック溝の回動位置を検出するための複数の検出溝と、前記検出溝の回動位置を検出する位置検出手段と、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態にて、前記位置検出手段により検出した検出溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態の設定を補助するロック解除補助制御手段とで構成したことにもある。
【００１１】
これらによれば、運転者がイグニッションキーをキーシリンダに挿入するとともに回動して車両を始動させる場合、ステアリングロック機構がロック状態すなわちロック溝とロックバーとが互いに係合している状態にあって、ロックバーの外周面とロック溝の内周壁とが接触していても、ロック解除補助制御手段が電動モータを回転制御することによって、ロック溝とロックバーとの接触を自動的に解除することができる。具体的には、位置検出手段によりロック溝または検出溝の回動位置が検出され、ロック解除補助制御手段が、検出された回動位置に基づいて、電動モータを回転させる。これにより、ロック溝をロックバーに対して相対的に回動させて、ロック溝の内周壁とロックバーの外周面とが接触しない、言い換えれば、クリアランスを有する状態とすることができる。したがって、運転者は、ハンドルを回動させながらイグニッションキーを回動させなくても、イグニッションキーを小さな力で回動するだけで、簡単にハンドルのロック状態を解除することができ、ステアリングロック機構の操作性が良好となる。
【００１２】
この場合、前記検出溝の形成幅寸法を、前記ロック溝の形成幅寸法に比して小さく設定するとよい。これによれば、ロック溝の内壁面とロックバーの外周面とを接触させないように、ロック溝の相対的な回動位置を正確に把握することができる。したがって、ロック溝の内周壁とロックバーの外周面とが確実にクリアランスを有する状態とすることができる。
【００１３】
また、前記位置検出手段は、検出対象部位までの距離を検出し、同検出した距離の変化に基づいて回動位置を検出するとよい。これによれば、位置検出手段が、ステアリングシャフトとともに回動するロック溝または検出溝の形成された部位までの距離変化に基づいて、ロック溝または検出溝の回動位置を検出することができる。このため、不感帯を有することなく確実にロック溝とロックバーとの係合状態を判定することができ、ロック溝とロックバーとの相対的な位置関係を正確に判定することができる。また、位置検出手段がロック溝または検出溝の回動位置を直接検出できるため、これら溝の成形誤差が生じていても、確実にロック解除を行うことができる。したがって、ロック溝または検出溝の形成に関しては、成形精度を高める必要がなく、操舵装置の生産性を向上することができる。また、位置検出手段が、例えば、レーザ光や超音波を採用して距離を検出すれば、同検出手段を容易に小型化することができる。これにより、位置検出手段の組み付け位置を自由に選択することができ、従来の操舵装置に対しても容易に組み付け可能であるとともに操舵装置自体を小型化することもできる。
【００１４】
また、本発明の他の構成上の特徴は、前記ステアリングロック機構に、さらに、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを検出するトルク検出手段を設け、前記ロック解除補助手段は、前記ロック状態にて、前記位置検出手段によって検出した回動位置および前記トルク検出手段によって検出したトルクに基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック解除状態の設定を補助することにもある。
【００１５】
これによれば、例えば、トルク検出手段によって、良好にトルクが検出できる場合には、従来の装置のようにトルクを用いてロック溝の内周壁とロックバーの外周面との接触状態を判定し、トルク検出手段によって良好にトルクが検出できない場合（不感帯領域で検出する場合）には、位置検出手段によって検出された距離すなわちロック溝または検出溝の回動位置を用いるように切り換えて、前記接触状態を判定することもできる。したがって、システムの信頼性を向上させることができる。また、例えば、位置検出手段に異常が生じた場合であっても、トルク検出手段によって検出されたトルクに基づいてロック解除制御を実行することができる。したがって、これによっても、システムの信頼性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の他の構成上の特徴は、前記ステアリングロック機構が、前記位置検出手段を複数備えており、同複数の位置検出手段によって検出される各回動位置に基づき、前記複数の位置検出手段の各作動状態を監視する監視手段を有して構成されることにもある。これによれば、監視手段は、各位置検出手段から入力される距離すなわちロック溝または検出溝の回動位置に基づいて、各位置検出手段の作動状態を監視する。そして、異常が発生した位置検出手段を排除することができる。したがって、これによっても、システムの信頼性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の他の構成上の特徴は、ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、前記ロック溝の回動位置を検出する位置検出手段と、前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態にて、前記位置検出手段により検出したロック溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態の設定を補助するロック補助制御手段とで構成したことにある。
【００１８】
また、ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、前記ロック溝の形成位置に対応して形成されるとともに前記ステアリングシャフトと一体的に回動して、前記ロック溝の回動位置を検出するための複数の検出溝と、前記検出溝の回動位置を検出する位置検出手段と、前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態にて、前記位置検出手段により検出した検出溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態の設定を補助するロック補助制御手段とで構成したことにもある。
【００１９】
これらによれば、運転者がイグニッションキーをオンさせる方向と反対方向に回動した後にキーシリンダから引き抜いて車両の運転を停止する場合、ロックバーの先端面がロック溝に対向していなくても、ロック補助制御手段が電動モータを回転制御することによってステアリングロック機構におけるロック状態の設定を補助するため、ロックバーの先端部はロック溝に侵入してハンドルを完全にロックすることができる。具体的には、位置検出手段によりロック溝または検出溝の回動位置が検出され、ロック補助制御手段が、検出された回動位置に基づいて、電動モータを回転させる。これにより、ロック溝をロックバーに対して相対的に回動させ、ロック溝がロックバーの先端面に対向した位置まで回動させることができ、ロックバーの先端部をロック溝に侵入させることができる。このように、ロックバーがロック溝に侵入した後、例えば、位置検出手段がロック溝または検出溝の回動位置を検出することにより、ハンドルが完全にロックされたと判定することができる。したがって、運転者がイグニッションキーをキーシリンダから抜き取った後、ハンドルを回動操作しなくても、ハンドルは常に完全にロックされるので、このステアリングロック機構の操作性が良好となるとともに、車両の盗難に対してもより安全になる。
【００２０】
また、本発明の他の構成上の特徴は、ロック状態にてハンドルの回動操作を不能とするとともにロック解除状態にてハンドルの回動操作を許容するステアリングロック機構と、ハンドルの回動操作をアシストするための電動モータとを備えた車両の操舵装置において、前記ステアリングロック機構を、前記ハンドルと前記電動モータとの間に位置するステアリングシャフトと一体的に回動する複数のロック溝と、車両の車体側に組み付けられて、前記ロック溝に対して係合可能なロックバーと、前記ロック溝の形成位置に対応して形成されるとともに前記ステアリングシャフトと一体的に回動して、前記ロック溝の回動位置を検出するための複数の検出溝と、前記形成された複数の検出溝間にて段形状に形成されて、前記ステアリングシャフトの回動方向を決定するための複数の回動方向決定溝と、前記検出溝の回動位置を検出するとともに前記回動方向決定溝の回動位置を検出する位置検出手段と、前記ロック溝とロックバーとが互いに離間したロック解除状態にて、前記位置検出手段により検出した前記回動方向決定溝の回動位置に基づいて前記電動モータの回転駆動方向を決定する回転駆動方向決定手段と、前記決定した回転駆動方向および前記位置検出手段により検出した検出溝の回動位置に基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック溝とロックバーとが互いに係合したロック状態の設定を補助するロック補助制御手段とで構成したことにもある。
【００２１】
これによれば、位置検出手段によって回動方向決定溝を検出することにより、回動方向決定手段が電動モータを回転させる方向を決定することができる。これにより、ステアリングロック機構におけるロック状態を補助するために電動モータを回転させる場合には、例えば、ロック状態となるまでの電動モータの回転量が最小となる回転方向を決定することができ、ステアリングシャフトに一体的に組み付けられたハンドルの回動量を小さくすることができる。したがって、運転者の覚える違和感をなくすことができる。
【００２２】
そして、これらの場合、前記検出溝の形成幅寸法を、前記ロック溝の形成幅寸法に比して小さく設定するとよい。これによれば、ロック溝に対してロックバーが確実に進入するように、ロック溝の相対的な回動位置を正確に把握することができる。したがって、ステアリングロック機構によってハンドルを確実にロック状態とすることができる。
【００２３】
また、前記位置検出手段は、検出対象部位までの距離を検出し、同検出した距離の変化に基づいて回動位置を検出するとよい。これによれば、位置検出手段が、ステアリングシャフトとともに回動するロック溝または検出溝の形成された部位までの距離変化に基づいて、ロック溝または検出溝の回動位置を検出することができる。このため、不感帯を有することなく確実にロック溝とロックバーとの係合状態を判定することができ、ロック溝とロックバーとの相対的な位置関係を正確に判定することができる。これにより、ステアリングロック機構によるハンドルのロックが確実になされる。また、位置検出手段がロック溝の回動位置を直接検出するため、これら溝の成形誤差が生じていても、確実にロックを行うことができる。したがって、ロック溝または検出溝の形成に関しては、成形精度を高める必要がなく、操舵装置の生産性を向上することができる。また、例えば、レーザ光や超音波を採用して距離を検出すれば、同検出手段を容易に小型化することができる。これにより、位置検出手段の組み付け位置を自由に選択することができ、従来の操舵装置に対しても容易に組み付け可能であるとともに操舵装置自体を小型化することもできる。
【００２４】
また、本発明の他の構成上の特徴は、前記ステアリングロック機構に、さらに、前記ステアリングシャフトに入力されるトルクを検出するトルク検出手段を設け、前記ロック解除補助手段は、前記ロック状態にて、前記位置検出手段によって検出した回動位置および前記トルク検出手段によって検出したトルクに基づいて前記電動モータを回転制御して、前記ロック解除状態の設定を補助することにもある。
【００２５】
これによれば、例えば、トルク検出手段によって、良好にトルクが検出できる場合には、従来の装置のようにトルクを用いてロック溝の内周壁とロックバーの外周面との接触状態を判定し、トルク検出手段によって良好にトルクが検出できない場合（不感帯領域で検出する場合）には、位置検出手段によって検出された距離すなわちロック溝または検出溝の回動位置を用いるように切り換えて、前記接触状態を判定することもできる。これにより、システムの信頼性を向上させることができる。また、例えば、位置検出手段に異常が生じた場合であっても、トルク検出手段によって検出されたトルクに基づいてロック制御またはロック解除制御を実行することができる。したがって、これによっても、システムの信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明すると、図１は、同実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示している。
【００２７】
この操舵装置は、電動パワーステアリング装置であり、ハンドル１１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備え、同シャフト１２の下端はラックアンドピニオン機構１３のピニオンギア１３ａに一体回転するように接続されている。ラックアンドピニオン機構１３のラックバー１３ｂの両端には、同バー１３ｂの軸線方向の変位に応じて左右に転舵される左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が接続されている。
【００２８】
また、ステアリングシャフト１２には、同シャフト１２すなわちハンドル１１の回動をロック状態またはロック解除状態にするステアリングロック機構１４が組み付けられている。ステアリングロック機構１４は、図２に示すように、ステアリングシャフト１２の外周面上にて一体的に固着された円環部材に形成されたロック溝１４ａと、同ロック溝１４ａと係合するロックバー１４ｂと、ステアリングシャフト１２を回転可能に支持する円筒状の支持部材側（車体側）に組み付けられてロックバー１４ｂおよび同バー１４ｂを変位させる周知のカム機構を収容する本体部１４ｃとから構成されている。
【００２９】
ロック溝１４ａは、所定の深さ寸法を有して、ステアリングシャフト１２に対して一体的に固着される円環部材の外周面上に沿って複数個所に設けられている。そして、ロック溝１４ａは、図３にて円環部材の軸方向断面の一部を拡大して示すように、内周壁が断面略ハの字状に形成されている。なお、本実施形態においては、ロック溝１４ａを円環部材に形成し、同円環部材をステアリングシャフト１２に一体的に固着するように実施するが、ステアリングシャフト１２の外周面上にロック溝１４ａを形成して実施することも可能である。ロックバー１４ｂは、前記円環部材に形成されたロック溝１４ａの軸方向位置にて同円環部材の外周面上に対向し、スプリングによって同円環部材の径方向内側に向けて常時付勢されている。そして、ロックバー１４ｂの形成幅寸法は、図３に示すように、ロック溝１４ａの底面の形成幅寸法に比して、僅かに小さく設定されている。
【００３０】
カム機構は、キーシリンダに挿入されたイグニッションキーＩＧＫの回動に連動して、ロックバー１４ｂを変位させる周知の機構である。すなわち、カム機構は、イグニッションキーＩＧＫがイグニッションスイッチ２５をオンさせる方向へ回動されたとき、ロックバー１４ｂをスプリングの付勢力に抗して前記円環部材の径方向外側に変位させ、ロックバー１４ｂの先端面をロック溝１４ａから離れて位置させるロック解除位置に保持する。また、カム機構は、イグニッションキーＩＧＫを引き抜くために、同キーＩＧＫがイグニッションスイッチ２５をオンさせた回動位置から前記と反対方向に回動されたとき、ロックバー１４ｂをロック解除位置に保持することを解除し、ロックバー１４ｂをスプリングの付勢力によって前記径方向内側への変位を許容する。
【００３１】
さらに、ステアリングシャフト１２には、図１に示すように、ピニオンギア１３ａとステアリングロック機構１４の間の位置にて電動モータ１５が組み付けられている。電動モータ１５は、直流モータで構成されて、その回転に応じてハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を付与するものであり、その回転は減速機１６を介してステアリングシャフト１２に伝達されるようになっている。
【００３２】
電動モータ１５には、電気制御装置２０が電気的に接続され、電気制御装置２０には、車速センサ２１、操舵トルクセンサ２２およびロック溝位置検出センサ２３が接続されている。車速センサ２１は、車速Vを検出して、同車速Vを表す検出信号を電気制御装置２０に供給する。操舵トルクセンサ２２は、ステアリングロック機構１４と減速機１６の間の位置にてステアリングシャフト１２の一部を構成するトーションバーなどの弾性捩れ部材の両端部間の回転変位量の差を検出し、同差に比例した信号を、操舵トルクTMを表す信号として、電気制御装置２０に供給する。この操舵トルクTMは、ハンドル１１の回動操作に対する反力に比例するものであり、回転方向に応じて操舵トルクTMを正負により表している。
【００３３】
ロック溝位置検出センサ２３は、ステアリングシャフト１２に一体的に固着されたロック溝１４ａと対向するように、ステアリングロック機構１４の本体部１４ｃ内に一体的に組み付けられている。そして、ロック溝位置検出センサ２３は、例えば、レーザ光や超音波などをロック溝１４ａの形成された円環部材に対して出力するとともに同円環部材の表面にて反射した反射光や反射波を入力することにより、ロック溝１４ａの形成位置にて変化する円環部材の外周面までの間の距離Hを検出し、同距離Hを表す検出信号を電気制御装置２０に供給する。
【００３４】
このように、ロック溝位置検出センサ２３が距離Hを検出することにより、円環部材の外周面上に形成されたロック溝１４ａの回動位置を検出することができる。すなわち、上述したように、ロック溝１４ａ言い換えれば円環部材は、ステアリングシャフト１２に一体的に固着されているため、同シャフト１２の回転に伴って一体的に回転する。この回転に伴って検出される距離Hは、ロック溝１４ａの形成された部分においては大きな値として検出され、それ以外の部分においては小さな値として検出される。したがって、ロック溝位置検出センサ２３によって検出される距離Hの値の変化に基づけば、ロック溝１４ａの回動位置を検出することができる。
【００３５】
ここで、ロック溝位置検出センサ２３による距離Hの検出位置について説明しておく。本実施形態に係る電動パワーステアリング装置においては、後述する初期制御プログラムの実行により、ロックバー１４ｂをロック溝１４ａから引き抜く荷重が大きいか否かを判定するために、電動モータ１５を回転制御して、ステアリングシャフト１２を所定回転方向に回転させる。この電動モータ１５の回転制御に伴い、ステアリングシャフト１２に一体的に固着されたロック溝１４ａも所定回転方向に一致する方向に回転される。このため、ロック溝位置検出センサ２３の検出位置は、ロック溝１４ａの前記所定回転方向への回転に伴って、ロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの先端角部とが接近する側に設定される。
【００３６】
なお、本実施形態においては、ロック溝位置検出センサ２３をステアリングロック機構１４の本体部１４ｃ内に一体的に組み付けて実施する。しかしながら、ロック溝１４ａと対向する位置に配置されて距離Hを検出可能であれば、図２にて破線で示すように、本体部１４ｃと分離してロック溝位置検出センサ２３を前記支持部材に直接組み付けて実施可能であることはいうまでもない。
【００３７】
電気制御装置２０は、図４に示すように、負電圧端子（−）を接地したバッテリ１７と接続しており、同バッテリ１７の正電圧端子（＋）には、第１リレースイッチ２４ａ、イグニッションスイッチ２５、キー挿入検出スイッチ２６および第２リレースイッチ２７ａの各一端がそれぞれ接続されている。
【００３８】
第１リレースイッチ２４ａは、後述する第１リレー制御回路４４により制御される第１リレーコイル２４ｂの非通電時にオフ状態に保たれるとともに、第１リレーコイル２４ｂの通電時にオン状態に保たれて、駆動回路３０にバッテリ電圧を供給する。駆動回路３０は、電動モータ１５に駆動電流を流すもので、ＦＥＴなどのスイッチング素子３１〜３４を４辺とするブリッジ回路からなる。ブリッジ回路の互いに対向する一対の対角位置の一方はシャント抵抗３５を介してリレースイッチ２４ａの他側に接続されており、同一対の対角位置の他方はシャント抵抗３６を介して接地されている。また、前記ブリッジ回路の他方の対角位置には、電動モータ１５の両端子がそれぞれ接続されている。
【００３９】
イグニッションスイッチ２５は、イグニッションキーＩＧＫをキーシリンダに挿入して一方向に回動させた状態にあるときオンし、その他の状態でオフしているものである。イグニッションスイッチ２５の他端は、ダイオード２８ａを介して、マイクロコンピュータ４０、駆動制御回路４１、電流検出回路４２、電圧検出回路４３および第１リレー制御回路４４に接続されて、同スイッチ２５がオン状態にあるとき各回路４０〜４４にバッテリ電圧を供給する。また、ダイオード２８ａのカソード側には、ダイオード２８ｂを介して第１リレースイッチ２４ａからのバッテリ電圧も供給されるようになっている。さらに、イグニッションスイッチ２５の他端とダイオード２８ａとの接続点の電位はマイクロコンピュータ４０にも供給されるようになっている。
【００４０】
マイクロコンピュータ４０は、図５〜７のフローチャートに示す内蔵のプログラムの実行により、車速センサ２１、操舵トルクセンサ２２およびロック溝位置検出センサ２３からの車速V、操舵トルクTMおよび距離Hをそれぞれ入力して、車速V、操舵トルクTMおよび距離Hに応じて電動モータ１５に流すための指令電流値I*を計算する。そして、マイクロコンピュータ４０は、計算した指令電流値I*に応じた制御信号を駆動制御回路４１に出力するとともに、第１および第２リレー制御回路４４，４５を制御する。駆動制御回路４１は、マイクロコンピュータ４０からの前記制御信号に応じて駆動回路３０内のスイッチング素子３１〜３４をオン・オフ制御する。
【００４１】
電流検出回路４２は、シャント抵抗３６の両端に接続され、同抵抗３６の両端の電圧に基づいて電動モータ１５に流れる駆動電流値Imを表す検出信号をマイクロコンピュータ４０に出力する。電圧検出回路４３は、電動モータ１５の両端に接続され、同モータ１５の端子間電圧値Vmを表す検出信号をマイクロコンピュータ４０に出力する。第１リレー制御回路４４は、マイクロコンピュータ４０からの制御信号に応じて第１リレーコイル２４ｂの通電および通電解除を制御する。
【００４２】
キー挿入検出スイッチ２６は、イグニッションキーＩＧＫがキーシリンダへ挿入されているときオンし、イグニッションキーＩＧＫがキーシリンダから引き抜かれているときオフする。このキー挿入検出スイッチ２６の他端は抵抗４６を介して接地されており、同スイッチ２６と抵抗４６との接続点の電位はマイクロコンピュータ４０および第２リレー制御回路４５に供給されるようになっている。
【００４３】
第２リレースイッチ２７ａは、第２リレー制御回路４５により制御される第２リレーコイル２７ｂの非通電時にオフ状態に保たれるとともに、第２リレーコイル２７ｂの通電時にオン状態に保たれるものであり、同スイッチ２７ａの他端は抵抗４７を介して接地されている。この第２リレースイッチ２７ａと抵抗４７の接続点は、ダイオード２８ｃを介してダイオード２８ａ，２８ｂの両カソード側に接続されていて、同スイッチ２７ａのオン時には、バッテリ電圧が、マイクロコンピュータ４０、駆動制御回路４１、電流検出回路４２、電圧検出回路４３および第１リレー制御回路４４にそれぞれ供給されるようになっている。
【００４４】
第２リレー制御回路４５は、一端にてバッテリ１７の正電圧端子（＋）に接続された第２リレーコイル２７ｂの他端と、一端を接地した抵抗４８に他端との間に接続されている。この第２リレー制御回路４５はフリップフロップ回路、スイッチング回路などにより構成されていて、キー挿入検出スイッチ２６と抵抗４６との接続点の電位の立ち上がり時に第２リレーコイル２７ｂの通電を開始するとともに、マイクロコンピュータ４０からの制御信号により前記通電を解除する。
【００４５】
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作を説明する。車両を発進させるために、運転者がイグニッションキーＩＧＫをキーシリンダ内に挿入してイグニッションスイッチ２５をオンする方向に回動すると、前記イグニッションキーＩＧＫをキーシリンダ内に挿入した時点でキー挿入検出スイッチ２６がオンする。このキー挿入検出スイッチ２６のオンにより、同スイッチ２６と抵抗４６との接続点の電位が上昇する。この電位の上昇に応答して、第２リレー制御回路４５は第２リレーコイル２７ｂを通電し始めるので、第２リレースイッチ２７ａがオンし、同スイッチ２７ａおよびダイオード２８ｃを介して、バッテリ電圧が、マイクロコンピュータ４０、駆動制御回路４１、電流検出回路４２、電圧検出回路４３および第１リレー制御回路４４に供給され始める。
【００４６】
このバッテリ電圧の供給開始により、マイクロコンピュータ４０は、作動を開始して図５の初期制御プログラムの実行をステップＳ１００にて開始する。初期制御プログラムの実行開始後、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１０２にて、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路などからなるマイクロコンピュータ４０自体、並びに電動モータ１５、車速センサ２１、操舵トルクセンサ２２、ロック溝位置検出センサ２３、駆動回路３０、駆動制御回路４１、電流検出回路４２、電圧検出回路４３、第１および第２リレー制御回路４４，４５などのシステム全体の正常な作動を確認するためのイニシャルチェックを行う。そして、システムのいずれかの部分が異常であれば、ステップＳ１０４にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１０６において図示しない表示器により異常に関する情報を表示するとともに、マイクロコンピュータ４０内部の不揮発性メモリ部分に前記情報を書き込んだ後、ステップＳ１２６にて初期制御プログラムの実行を終了する。
【００４７】
一方、前記イニシャルチェックの結果、システム全体が正常であれば、ステップＳ１０４にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ１０８にて第１リレー制御回路４４に制御信号を出力して、第１リレーコイル２４ｂを通電制御する。この第１リレーコイル２４ｂへの通電により、第１リレースイッチ２４ａはオンし、駆動回路３０にはバッテリ１７からのバッテリ電圧が供給されるようになる。
【００４８】
前記ステップＳ１０８の処理後、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１１０にて指令電流値I*を所定電流値Ir1に設定する。ここで、所定電流値Ir1は、例えば、路面から左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を介してステアリングシャフト１２に入力される反力に抗して、同シャフト１２を回動できる程度の電動モータ１５の駆動電流値Im以上に設定される。また、所定電流値Ir1は、電動モータ１５を左右のいずれか一方向に回転させるために設定されるものであり、例えば、ステアリングシャフト１２に一体的に組み付けられたハンドル１１を左方向へ回動させる場合に正の値で表されるとともに、右方向へ回動させる場合に負の値で表されるものである。なお、以下の説明においては、所定電流値Ir1を正の値として説明する。
【００４９】
このように、前記ステップＳ１１０にて指令電流値I*を設定すると、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１１２において、電動モータ１５を駆動制御する。すなわち、マイクロコンピュータ４０は、電流検出回路４２から電動モータ１５の駆動電流値Imを入力し、同駆動電流値Imが前記設定した指令電流値I*、言い換えれば、所定電流値Ir1になるような駆動制御信号を駆動制御回路４１に出力する。これにより、駆動制御回路４１は、駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３４のオン・オフを前記駆動制御信号に応じて制御する。したがって、電動モータ１５はその回転トルクが指令電流値I*に比例するように回転制御される。
【００５０】
このステップＳ１１２の回転制御処理後、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１１４にて、ロック溝位置検出センサ２３から距離Hを表す検出信号を入力する。そして、マイクロコンピュータ４０は、入力した検出信号すなわち距離Hが、ロック溝位置検出センサ２３とロック溝１４ａの底面までの距離として予め設定された距離Hoと等しいか否かを判定する。この判定処理は、ステアリングロック機構１４において、ロックバー１４ｂ（より詳しくは、ロックバー１４ｂの先端角部）とロック溝１４ａの内周壁とが互いに接触していて、ロックバー１４ｂをロック溝１４ａから引き抜く荷重が大きいか否かを判定するものである。
【００５１】
すなわち、上述したように、ロックバー１４ｂの形成幅寸法は、ロック溝１４ａの底面の形成幅寸法に比して、僅かに小さい形成幅寸法に設定されている。このため、ロックバー１４ｂの先端面とロック溝１４ａの底面とが互いに接触している状態では、ロックバー１４ｂの先端角部を含む外周面とロック溝１４ａの内周壁との間にクリアランスを有している。このため、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの間に摩擦力が作用することなく、ロックバー１４ｂをロック溝１４ａから引き抜く荷重は小さくなる。一方、ロックバー１４ｂの先端面とロック溝１４ａの底面とが互いに接触していない状態では、ロックバー１４ｂの先端角部とロック溝１４ａの内周壁とが接触している。また、前記ステップＳ１１２の回転制御処理により、ロック溝１４ａがロックバー１４ｂに対して相対的に回転し、この回転により、ロック溝１４ａの内周壁がロックバー１４ｂの先端角部に押し付けられている。これにより、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの間に摩擦力が作用し、ロックバー１４ｂをロック溝１４ａから引き抜く荷重は大きくなる。
【００５２】
このため、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１１４にて、距離Hが距離Hoと等しければ、ロック溝１４ａの底面とロックバー１４ｂの先端面とが接触している状態すなわちロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致している状態であるため、「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１１６に進む。そして、ステップＳ１１６にて、指令電流値I*を「０」に設定し、電動モータ１５の回転制御を中止する。一方、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１１４にて、距離Hが距離Hoと等しくなければ、ロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの先端角部とが接触している状態すなわちロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致していない状態であるため、「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１８に進み、「ロック解除アシストルーチン」を実行する。以下、この「ロック解除アシストルーチン」について、詳細に説明する。
【００５３】
「ロック解除アシストルーチン」は、図６のフローチャートに示すように、その実行がステップＳ２００にて開始される。そして、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ２０２の初期設定処理によって後述する各パラメータの値をリセットした後、ステップＳ２０４〜ステップＳ２１０の処理を実行し、ステアリングロック機構１４のロックバー１４ｂに対してロック溝１４ａを接触解除方向に相対的に回転させて、ロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの先端角部との接触状態を解除する。
【００５４】
すなわち、ステップＳ２０４にて、マイクロコンピュータ４０は、前記ステップＳ１１０にて設定した所定電流値Ir1からIo＊Gで計算される値を段階的に減じて、指令電流値I*を順次設定する。ここで、Ioは、予め設定された所定の定数（電流値）であり、所定電流値Ir1が正の値であれば正の値とされ、所定電流値Ir1が負の値であれば負の値とされるものである。また、Gは所定電流値Ir1を減ずるための係数パラメータであり、後述するステップＳ２１０のカウントアップ処理によりインクリメントされるものである。そして、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ２０６において、前記ステップＳ２０４にて設定した指令電流値I*に基づき、前記ステップＳ１１２と同様にして、電流検出回路４２から電動モータ１５の駆動電流値Imを入力し、同駆動電流値Imが前記決定した指令電流値I*に等しくなるように電動モータ１５の回転を制御する。
【００５５】
続いて、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ２０８にて、電動モータ１５の駆動に伴って、ロック溝位置検出センサ２３から入力した距離Hが距離Hoに等しくなったか否かを判定する。この判定処理により、距離Hが距離Hoと等しくなっていなければ「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２１０のカウントアップ処理にて所定の係数パラメータGをインクリメントして、再びステップＳ２０４の指令電流値I*の設定処理を実行する。このように、所定の係数Gを「１」だけインクリメントし、再び、ステップＳ２０４の設定処理を実行することにより、所定電流値Ir1の値は段階的に減少していき、最終的に電動モータ１５を逆転駆動させる指令電流値I*が設定される。これにより、電動モータ１５は、前記ステップＳ１１０およびステップＳ１１２の処理による回転制御とは逆方向への回転制御となる。そして、ステップＳ２０８にて、距離Hが距離Hoと等しくなるまで、すなわちロックバー１４ｂに対してロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致するまで、繰り返し、ステップＳ２０４〜ステップＳ２１０の各処理が実行される。
【００５６】
ここで、上記のように、ステップＳ２０４〜ステップＳ２１０の処理を繰り返し実行することにより、例えば、各回転部分に塗布された潤滑剤の外気温変化に伴う粘度上昇などの影響を排除して、確実に、ステアリングロック機構１４のロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの外周面との接触を解除することができる。すなわち、例えば、外気温が低い状態では、ステアリングシャフト１２や電動モータ１５、減速機１６などの各回転部分に塗布された潤滑剤の粘度が大きくなるため、回転に対する抵抗力が増加する。このような状況においては、ステアリングシャフト１２を回転させるために必要な回転トルクが大きく変動する。
【００５７】
このため、予め設定された指令電流値I*を用いて電動モータ１５を一義的に逆回転制御した場合には、電動モータ１５が必要な回転トルクを発生できず、ステアリングシャフト１２を回転させることができない可能性がある。したがって、この場合には、電動モータ１５に適切な回転トルクを発生させるために、別途、温度センサや駆動電流値Imを補正するためのテーブルなどを設ける必要がある。これに対して、上述したように、ステップＳ２０４〜ステップＳ２１０を繰り返し実行して、段階的に指令電流値I*を設定することにより、電動モータ１５が逆回転するために必要な回転トルクを発生することができ、確実に逆回転制御することができる。
【００５８】
そして、前記ステップＳ２０６の駆動制御処理に伴い、ステアリングロック機構１４のロックバー１４ｂに対してロック溝１４ａが接触解除方向に相対的に回転することによって、距離Hが距離Hoと等しくなれば、マイクロコンピュータ４０は、前記ステップＳ２０８にて、「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２においては、マイクロコンピュータ４０は、現在、逆回転制御されている電動モータ１５の回転を停止させるべく、指令電流値I*をIr1−Io＊(G−1)に設定する。
【００５９】
具体的に説明すると、上述したように、ステアリングロック機構１４のロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの接触状態を解除するために、電動モータ１５は、段階的に設定された指令電流値I*、言い換えれば、Ir1−Io＊Gに基づいて逆回転制御されている。このとき、Ir1−Io＊Gで表される指令電流値I*に基づいて逆回転制御される電動モータ１５は、停止状態からようやく逆回転状態へ移行した状態である。このため、係数パラメータGの値を「１」だけ減じれば、電動モータ１５の逆回転させるための指令電流値I*が小さくなり、再び、電動モータ１５は停止状態となる。したがって、指令電流値I*をIr1−Io＊(G−1)に設定することによって、電動モータ１５の逆回転駆動を停止させることができる。そして、マイクロコンピュータ４０は、前記ステップＳ２１２の駆動停止処理後、ステップＳ２１４にて、「ロック解除アシストルーチン」の実行を終了する。
【００６０】
ふたたび、図５のフローチャートに戻り、マイクロコンピュータ４０は、「ロック解除アシストルーチン」の実行後、ステップＳ１１６にて、指令電流値I*を「０」に設定し、電動モータ１５の回転制御を中止する。このようなステップＳ１１０〜ステップＳ１１６までの各処理は、イグニッションキーＩＧＫの回動によってイグニッションスイッチ２５がオンされるまで繰り返し行われるので、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの間に作用している摩擦力がなくなり、または、低減される。したがって、運転者は小さな力でイグニッションキーＩＧＫをイグニッションスイッチ２５がオンする方向に回動することができるとともに、この回動によりロックバー１４ｂがロック溝１４ａから引き抜かれてステアリングロック機構１４によるハンドル１１のロック状態を解除できるので、このステアリングロック機構１４の操作性が向上する。
【００６１】
そして、前記イグニッションキーＩＧＫの回動によりイグニッションスイッチ２５がオンすると、同スイッチ２５とダイオード２８ａの電位がバッテリ電圧まで上昇する。この電圧上昇に応答して、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１２０にて「Ｙｅｓ」すなわちイグニッションスイッチ２５がオンされたと判定して、プログラムをステップＳ１２２に進める。ステップＳ１２２においては、第２リレー制御回路４５に制御信号を出力して、今まで通電状態にあった第２リレーコイル２７ｂの通電を解除する。したがって、この時点では、第２リレースイッチ２７ａを介したバッテリ電圧のマイクロコンピュータ４０などに対する給電は停止するが、イグニッションスイッチ２５および第１リレースイッチ２４ａを介してバッテリ電圧が給電される。
【００６２】
前記ステップＳ１２２の処理後、ステップＳ１２４にて図７のアシスト制御プログラムの実行を許容して、ステップＳ１２６にてこの初期制御プログラムの実行を終了する。以降、マイクロコンピュータ４０は、図７のアシスト制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。
【００６３】
アシスト制御プログラムの実行は、ステップＳ３００にて開始され、ステップＳ３０２にてロック動作フラグＲＯＰが”１”であるか否かを判定する。このロック動作フラグＲＯＰは、初期には”０”に設定されていて、”１”により、車両の運転を停止してイグニッションキーＩＧＫを抜き取った直後に、ステアリングロック機構１４のロックを完全に行わせるために電動モータ１５を作動させている状態を表し、”０”によりそれ以外の状態を表す。したがって、この場合には、ステップＳ３０２にて「Ｎｏ」すなわちロック動作フラグＲＯＰが”１”でないと判定して、プログラムをステップＳ３０４に進める。ステップＳ３０４においては、キー挿入検出スイッチ２６と抵抗４６との接続点の電位を入力して、同電位が接地電圧であるか否かによりイグニッションキーＩＧＫがキーシリンダから抜き取られているか否かを判定する。この場合、イグニッションキーＩＧＫはキーシリンダに挿入された状態にあるので、ステップＳ３０４にて「Ｎｏ」すなわち接地電圧でないと判定して、プログラムをステップＳ３０６以降に進める。
【００６４】
ステップＳ３０６においては、車速センサ２１および操舵トルクセンサ２２から車速Vおよび操舵トルクTMを入力する。そして、ステップＳ３０８にて、マイクロコンピュータ４０に内蔵されて操舵トルクTMに応じて変化するアシスト電流値Iaを複数の車速域ごとに記憶した変換テーブルを参照し、前記入力した車速Vおよび操舵トルクTMに応じたアシスト電流値Iaを決定する。変換テーブルの変換特性は図８のグラフに示されており、これにより、アシスト電流値Iaは操舵トルクTMの増加に従って増加するとともに、車速Vの増加に従って減少するように決定される。
【００６５】
前記ステップＳ３０８の処理後、ステップＳ３１０にて、前記計算したアシスト電流値Iaを指令電流値I*として設定し、ステップＳ３１２にて、前記ステップＳ１１２の処理と同様に、電流検出回路４２から電動モータ１５の駆動電流値Imを入力して、同駆動電流値Imが指令電流値I*に等しくなるように電動モータ１５の回転を制御する。したがって、電動モータ１５はその回転トルクが指令電流値I*に比例するように制御される。
【００６６】
前記ステップＳ３１２の処理後、ステップＳ３２８にてアシスト制御プログラムの実行が終了される。そして、所定時間が経過するごとに、イグニッションキーＩＧＫが抜き取られるまで、ステップＳ３０６〜ステップＳ３１２の処理が繰り返し実行されるので、ハンドル１１の回動操作は、操舵トルクTMおよび車速Vに応じた電動モータ１５による回転トルクでアシスト制御されることになる。
【００６７】
一方、車両の運転終了に伴い、運転者がイグニッションキーＩＧＫをキーシリンダから引き抜くと、キー挿入検出スイッチ２６はオフして、同スイッチ２６と抵抗４６との接続点の電位は接地電位に低下する。これに応答して、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ３０４にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３１４，３１６にて車速Vおよび操舵トルクTMがそれぞれほぼ「０」であるか否かを判定する。ステップＳ３１４，３１６の判定処理は、車両の運転が終了したことを確実にするための判定処理であり、車速Vおよび操舵トルクTMのいずれか一方でもほぼ「０」でなければ、プログラムをステップＳ３０４に戻す。そして、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ３０４，３１４，３１６にてそれぞれ「Ｙｅｓ」と判定すると、ステップＳ３１８にてロック動作フラグＲＯＰを”１”に設定し、プログラムをステップＳ３２０，３２２に進める。なお、この状態でも、第１リレースイッチ２４ａおよびダイオード２８ｂを介して、バッテリ１７からのバッテリ電圧がマイクロコンピュータ４０などに供給されて、同コンピュータ４０などの動作は確保される。
【００６８】
ステップＳ３２０においては、指令電流値I*を負の所定電流値Ir1に設定する。ステップＳ３２２においては、前記ステップＳ１１２，３１２の処理と同様に、電流検出回路４２から電動モータ１５の駆動電流値Imを入力し、同駆動電流値Imが前記ステップＳ３２０にて設定した指令電流値I*に等しくなるように電動モータ１５の回転を制御する。これにより、電動モータ１５は前記ステップＳ１１０の回転制御処理による回転方向とは逆方向に回転し、減速機１６を介してステアリングシャフト１２およびハンドル１１が回動される。
【００６９】
このとき、イグニッションキーＩＧＫを抜き取る前のキーシリンダ内の回動により、ステアリングロック機構１４内においては、ロックバー１４ｂがスプリングの付勢力によりロック解除位置からロック溝１４ａの方向に変位しているが、ロックバー１４ｂの先端面がロック溝１４ａに対向していなければ、ロックバー１４ｂはロック溝１４ａ内に侵入できずに前記円環部材の外周面に接触している。もちろん、ロックバー１４ｂの先端面がロック溝１４ａに対向していれば、ロックバー１４ｂはロック溝１４ａ内に侵入している。
【００７０】
しかし、前記ステップＳ３２２の処理によるステアリングシャフト１２の回動により、同シャフト１２の外周面に設けたロック溝１４ａがロックバー１４ｂの先端面に対向する位置まで回動すると、ロックバー１４ｂは前記スプリングの付勢力によってロック溝１４ａ内に侵入する。これにより、運転者がイグニッションキーＩＧＫをキーシリンダから抜き取った後、ハンドル１１を回動操作しなくても、同ハンドル１１は常に完全にロックされるので、ステアリングロック機構１４の操作性が良好になるとともに、車両の盗難に対してもより安全になる。
【００７１】
前記ステップＳ３２２の処理後、ステップＳ３２４にて、マイクロコンピュータ４０は、ロック溝位置検出センサ２３から入力した距離Hが距離Hoと等しいか否かを判定する。この判定処理は、ハンドル１１が完全にロックされたことを判定するものである。そして、距離Hが距離Hoと等しくなければ、「Ｎｏ」と判定してステップＳ３２８に進み、このアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。このアシスト制御プログラムの実行終了後、所定時間が経過すれば、同プログラムは、ふたたび実行されるが、ロック動作フラグＲＯＰが”１”に設定されているので、ステップＳ３０２にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ３２０以降の処理が実行され、ステップＳ３２０，３２２の処理により電動モータ１５は回転制御され続ける。そして、ステアリングロック機構１４のロックバー１４ｂがロック溝１４ａ内に侵入して、距離Hが距離Hoと等しくなる、すなわちロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的に回動位置が一致すると、ステップＳ３２４にて「Ｙｅｓ」すなわちロックバー１４ｂがロック溝１４ａ内に完全に侵入したと判定して、プログラムをステップＳ３２６に進める。
【００７２】
ステップＳ３２６においては、第１リレーコイル２４ｂの通電を解除するための制御信号を第１リレー制御回路４４に出力し、同制御回路４４が第１リレーコイル２４ｂの通電を解除する。これにより、第１リレースイッチ２４ａがオフするので、駆動回路３０へのバッテリ電圧の供給も、ダイオード２８ｂを介したマイクロコンピュータ４０などへのバッテリ電圧の供給も停止する。また、このとき、イグニッションスイッチ２５および第２リレースイッチ２７ａもオフ状態に保たれるので、電動モータ１５の作動停止を含めてこの電動パワーステアリングシステム全体の動作が停止する。このようにして、電動モータ１５の作動が停止される結果、同モータ１５を不必要に回転制御することがなくなり、同モータ１５の保護が図られる。そして、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ３２８にてアシスト制御プログラムの実行を終了する。
【００７３】
以上の説明からも理解できるように、上記第１実施形態の車両の操舵装置によれば、運転者がイグニッションキーＩＧＫをキーシリンダに挿入するとともに回動して車両を始動させる場合、ステアリングロック機構１４がロック状態すなわちロックバー１４ｂがロック溝１４ａに侵入している状態にあって、ロックバー１４ｂの先端角部とロック溝１４ａの内周壁とが接触していても、マイクロコンピュータ４０が電動モータ１５を逆回転制御することによって、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの接触を自動的に解除することができる。
【００７４】
したがって、運転者は、ハンドル１１を回動させながらイグニッションキーＩＧＫを回動させなくても、イグニッションキーＩＧＫを小さな力で回動するだけで、簡単にハンドル１１のロック状態を解除することができ、ステアリングロック機構１４の操作性が良好となる。また、ロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの先端角部とが接触しているか否かは、ロック溝位置検出センサ２３によって検出される距離H、言い換えれば、ロック溝１４ａの回動位置を検出することに基づいて把握されるため、不感帯を有することなく確実にロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの係合状態を判定することができる。
【００７５】
また、上記第１実施形態の車両の操舵装置によれば、運転者がイグニッションキーＩＧＫをイグニッションスイッチ２５をオンさせる方向と反対方向に回動した後にキーシリンダから引き抜いて車両の運転を停止する場合、ステアリングロック機構１４のロックバー１４ｂの先端面がロック溝１４ａに対向していなくても、マイクロコンピュータ４０が電動モータ１５を回転制御することによってステアリングロック機構１４におけるロック状態の設定を補助する。このため、ロックバー１４ｂの先端部はロック溝１４ａに侵入してハンドル１１を完全にロックすることができる。
【００７６】
したがって、運転者がイグニッションキーＩＧＫをキーシリンダから抜き取った後、ハンドル１１を回動操作しなくても、ハンドル１１は常に完全にロックされるので、ステアリングロック機構１４の操作性が良好となるとともに、車両の盗難に対してもより安全になる。また、ロック溝１４ａの底面とロックバー１４ｂの先端面とが確実に接触しているか否かは、ロック溝位置検出センサ２３によって検出された距離H、言い換えれば、ロック溝１４ａの回動位置を検出することに基づいて把握されるため、不感帯を有することなくロック溝１４ａと確実にロックバー１４ｂとの係合状態を判定することができる。これにより、ステアリングロック機構１４によるハンドルのロックが確実になされる。
【００７７】
また、上記第１実施形態の車両の操舵装置によれば、ロック溝位置検出センサ２３が距離Hすなわちロック溝１４ａの回動位置を直接検出するため、ロック溝１４ａの成形誤差が生じていても、確実にロック解除およびロックを行うことができる。したがって、ロック溝１４ａの成形精度を高める必要がなく、操舵装置の生産性を向上することができる。また、レーザ光や超音波を利用して距離Hを検出するロック溝位置検出センサ２３を採用することにより、同センサ２３を容易に小型化することができる。これにより、ロック溝位置検出センサ２３の組み付け位置を自由に選択することができ、従来の操舵装置に対しても容易に組み付け可能であるとともに操舵装置自体を小型化することもできる。
【００７８】
なお、上記第１実施形態においては、ハンドル１１と電動モータ１５との間に位置するステアリングシャフト１２にギア比を可変とする可変ギア機構を介在させて、前記補助のための電動モータ１５の回転時には、可変ギア機構を制御してハンドル１１の回転量を小さくするように実施することもできる。これによれば、ハンドル１１のロック解除又はロック時における同ハンドル１１の自動的な回転に対して、運転者が覚える違和感をなくすことができる。
【００７９】
上記第１実施形態においては、ロック溝位置検出センサ２３がロック溝１４ａに対向するように組み付けられていて、ロック溝位置検出センサ２３とロック溝１４ａの形成された部分との間の距離Hを検出することによって、ロック溝１４ａの回動位置を検出するように実施した。そして、検出した距離Hに基づいて、ハンドル１１のロックおよびロック解除をアシストするように実施した。これに対して、ロック溝１４ａの回動位置をより確実に検出するために、別途検出溝を設けて実施することも可能である。以下、上記第１実施形態の変形例について説明するが、上記第１実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
この変形例におけるステアリングロック機構１４は、図９に示すように、ロック溝１４ａの形成された円環部材に対して別途形成された検出溝１４ｄを備えている。検出溝１４ｄは、所定の深さ寸法を有していて、円環部材の外周面上にて、ロック溝１４ａの軸方向位置と一致するように形成されている。そして、この変形例においては、ステアリングロック機構１４を構成するロック溝１４ａ、ロックバー１４ｂおよび検出溝１４ｄの各形成幅寸法が、図１０に示すように設定されている。すなわち、ロック溝１４ａの形成幅寸法をＡ、ロックバー１４ｂの形成幅寸法をＢおよび検出溝１４ｄの形成幅寸法とＣとすれば、Ａ−Ｂ＞Ｃの関係にあり、かつ、Ｂ＞Ｃの関係を満たすように設定されている。
【００８１】
また、この変形例におけるロック溝位置検出センサ２３は、図９に示すように、検出溝１４ｄと対向するように、ステアリングロック機構１４の本体部１４ｃ内に一体的に組み付けられている。そして、ロック溝位置検出センサ２３は、上記第１実施形態と同様に、レーザ光や超音波を出力するとともに反射光や反射波を入力することにより、検出溝１４ｄの形成位置にて変化する円環部材の外周面との距離H1を検出し、同距離H1を表す検出信号を電気制御装置２０に供給する。なお、ロック溝位置検出センサ２３の距離H1の検出位置は、ロック溝１４ａの長手方向の中心軸線とロックバー１４ｂの長手方向の中心軸線とを一致させたときに、検出溝１４ｄの長手方向の中心軸線における距離を検出するように設定される。
【００８２】
このように構成された変形例においても、マイクロコンピュータ４０は、上記第１実施形態と同様に、図５に示した初期制御プログラムを実行する。ただし、この変形例における初期制御プログラムは、上記第１実施形態と若干異なる。すなわち、マイクロコンピュータ４０は、初期制御プログラムのステップＳ１１４にて、ロック溝位置検出センサ２３から距離H1を表す検出信号を入力する。そして、マイクロコンピュータ４０は、入力した検出信号すなわち距離H1が、ロック溝位置検出センサ２３と検出溝１４ｄの底面までの距離として予め設定された距離H1oと等しいか否かを判定する。この判定処理も、上記第１実施形態と同様に、ステアリングロック機構１４において、ロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの先端角部とが互いに接触していて、ロックバー１４ｂをロック溝１４ａから引き抜く荷重が大きいか否かを判定するものである。
【００８３】
すなわち、上述したように、検出溝１４ｄの形成幅寸法Ｃは、ロック溝１４ａの形成幅寸法Ａおよびロックバー１４ｂの形成幅寸法Ｂに比して小さく設定されている。このため、ロック溝位置検出センサ２３によって検出された距離H1が距離H1oと等しい状態では、ロックバー１４ｂの先端面とロック溝１４ａの底面とが必ず接触している状態、言い換えれば、ロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致していてロックバー１４ｂがロック溝１４ａ内に完全に侵入し、ロックバー１４ｂの外周面とロック溝１４ａの内周壁との間に確実にクリアランスを有する状態となる。一方、ロック溝位置検出センサ２３によって検出された距離H1が距離H1oと等しくない状態では、ロックバー１４ｂの先端面とロック溝１４ａの底面とが互いに接触していない状態、言い換えれば、ロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致しておらず、ロックバー１４ｂの先端角部とロック溝１４ａの内周壁とが接触している可能性が高くなる。
【００８４】
このため、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１１４にて、距離H1が距離H1oと等しければ、ロックバー１４ｂの先端角部を含む外周面とロック溝１４ａとの間に確実にクリアランスを有する状態であるため、「Ｙｅｓ」と判定する。そして、ステップＳ１１６にて、指令電流値I*を「０」に設定して電動モータ１５の回転制御を中止し、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１２０以降の各ステップの処理を実行する。
【００８５】
一方、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ１１４にて、距離H1が距離H1oと等しくなければ、ロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの先端角部とが接触している可能性が高いため、「Ｎｏ」と判定し、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ１１８にて図６に示した「ロック解除アシストルーチン」を実行する。「ロック解除アシストルーチン」も、上記第１実施形態と同様に実行されるが、この変形例においては、ステップＳ２０８の判定処理が若干異なる。すなわち、この変形例においては、マイクロコンピュータ４０が電動モータ１５の駆動に伴って検出された距離H1が距離H1oと等しくなったか否かを判定する点で、上記第１実施形態の場合と異なる。したがって、このステップＳ２０８の判定処理においては、距離H1が距離H1oと等しくなるまで「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２０４，ステップＳ２０６およびステップＳ２１０の各処理を繰り返し実行する。
【００８６】
そして、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ２０６の駆動制御処理に伴い、ステアリングロック機構１４のロックバー１４ｂに対してロック溝１４ａが離間方向に相対的に回転することによって、距離H1が距離H1oと等しくなれば、ステップＳ２０８にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ２１２の処理によって電動モータ１５の回転を停止させ、ステップＳ２１４にて、「ロック解除アシストルーチン」の実行を終了する。これにより、マイクロコンピュータ４０は、ふたたび、図５に示した初期制御プログラムのステップＳ１１６以降の各処理を実行し、ステップＳ１２４にて、図７に示したアシスト制御プログラムの実行を開始する。
【００８７】
アシスト制御プログラムの実行も、上記第１実施形態と同様に実行されるが、この変形例においては、ステップＳ３２４の判定処理が若干異なる。すなわち、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ３２４にて、ハンドル１１が完全にロックされたことを判定するために、ロック溝位置検出センサ２３から入力した距離H1が距離H1oと等しいか否かを判定する。そして、マイクロコンピュータ４０は、距離H1が距離H1oと等しくなければ、「Ｎｏ」と判定し、上記第１実施形態と同様に、ステップＳ３２８にてアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。所定時間の経過後、マイクロコンピュータ４０は、ふたたび同プログラムの実行を開始し、ステップＳ３０２にて「Ｙｅｓ」と判定することにより、ステップＳ３２０およびステップＳ３２２の処理を実行して電動モータ１５を回転制御し続ける。そして、マイクロコンピュータ４０は、距離H1が距離H1oと等しくなる、言い換えれば、ロックバー１４ｂがロック溝１４ａ内に完全に侵入すると、ステップＳ３２４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２６の処理を実行するとともにステップＳ３２８にてアシスト制御プログラムの実行を終了する。
【００８８】
以上の説明からも理解できるように、この変形例によれば、ステアリングロック機構１４に検出溝１４ｄを設けることによって、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの係合状態をより正確に判定することができる。したがって、上記第１実施形態と同様の効果をより確実に得ることができる。
【００８９】
ｂ．第２実施形態
上記第１実施形態およびその変形例においては、上述したように、図７に示したアシスト制御プログラムのステップＳ３２０およびステップＳ３２２の各処理によって、電動モータ１５を一方向に、より具体的には、初期制御プログラムのステップＳ１１０の回転制御処理による回転方向と逆方向に回転させるように実施した。これにより、ステアリングロック機構１４のロック溝１４ａとロックバー１４ｂとを確実に係合状態とすることができる。しかし、例えば、ロック溝１４ａの形成箇所が少ない場合には、電動モータ１５を一方向のみに回転させると、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとが互いに係合するまですなわちロック状態となるまでの回転量が大きくなる場合がある。この結果、ステアリングシャフト１２に一体的に組み付けられたハンドル１１も、大きく回転することになり、運転者が違和感を覚える場合がある。これに対して、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの相対的な位置関係に基づいて電動モータ１５の回転方向を変更し、同モータ１５の回転量を小さくして実施することも可能である。以下、この第２実施形態について説明するが、上記第１実施形態および変形例と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９０】
この第２実施形態におけるステアリングロック機構１４は、図１１に示すように、ロック溝１４ａの回動位置を確実に検出するために、ロック溝１４ａの形成された円環部材に対して形成された検出溝１４ｅを備えている。この検出溝１４ｅも、上記第１実施形態の変形例と同様に、ロック溝１４ａの軸方向位置と一致するように形成されている。そして、検出溝１４ｅの底面は、図１２にて一部を拡大した断面を示すように、ロック溝１４ａの形成幅寸法よりも小さい形成幅寸法に設定された第１底面１４ｅ1を有している。さらに、検出溝１４ｅには、第１底面１４ｅ1に対して凸の段形状に形成された回動方向決定溝を形成する第２底面１４ｅ2が形成されている。ここで、第２底面１４ｅ2の形成幅寸法は、例えば、第１底面１４ｅ1の形成間隔の半分程度の形成幅寸法に設定される。
【００９１】
また、この第２実施形態におけるロック溝位置検出センサ２３は、図１１に示すように、検出溝１４ｅと対向するように、ステアリングロック機構１４の本体部１４ｃ内に一体的に組み付けられている。そして、ロック溝位置検出センサ２３は、上記第１実施形態と同様に、レーザ光や超音波を出力するとともに反射光や反射波を入力することにより、検出溝１４ｅの形成位置にて変化する円環部材の外周面との距離H2を検出し、同距離H2を表す検出信号を電気制御装置２０に供給する。なお、ロック溝位置検出センサ２３の距離H2の検出位置は、ロック溝１４ａの長手方向の中心軸線とロックバー１４ｂの長手方向の中心軸線とを一致させたときに、検出溝１４ｅの長手方向の中心軸線における距離を検出するように設定される。
【００９２】
このように構成された第２実施形態においても、マイクロコンピュータ４０は、上記第１実施形態と同様に、図５に示した初期制御プログラムおよび図６に示したロック解除アシストルーチンを実行する。ただし、この第２実施形態における初期制御プログラムおよびロック解除アシストルーチンは、上記第１実施形態の場合と若干異なる。具体的には、初期制御プログラムの実行に際してはステップＳ１１４の判定内容が異なり、ロック解除アシストルーチンの実行に際してはステップＳ２０８の判定内容が異なる。すなわち、ステップＳ１１４とステップＳ２０８においては、マイクロコンピュータ４０は、ロック溝位置検出センサ２３から距離H2を表す検出信号を入力する。そして、マイクロコンピュータ４０は、入力した検出信号すなわち距離H2が、ロック溝位置検出センサ２３と検出溝１４ｅの第１底面１４ｅ1までの距離として予め設定された距離H2oと等しいか否かを判定する。これらの判定処理も、上記第１実施形態と同様に、ステアリングロック機構１４において、ロック溝１４ａの内周壁とロックバー１４ｂの先端角部とが互いに接触しているか否かを判定するものである。
【００９３】
すなわち、検出溝１４ｅは、図１２に示すように、第１底面１４ｅ1が破線で示したロック溝１４ａの略中央部分に位置するように形成されている。このため、ロック溝位置検出センサ２３によって検出された距離H2が距離H2oと等しい状態では、ロックバー１４ｂの先端面とロック溝１４ａの底面とが必ず接触している状態、言い換えれば、ロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致していてロックバー１４ｂがロック溝１４ａ内に完全に侵入し、ロックバー１４ｂの外周面とロック溝１４ａの内周壁との間に確実にクリアランスを有する状態となる。一方、ロック溝位置検出センサ２３によって検出された距離H2が距離H2oと等しくない状態では、ロックバー１４ｂの先端面とロック溝１４ａの底面とが互いに接触していない状態、言い換えれば、ロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致しておらず、ロックバー１４ｂの先端角部とロック溝１４ａの内周壁とが接触している可能性が高くなる。
【００９４】
このため、マイクロコンピュータ４０は、初期制御プログラムのステップＳ１１４およびロック解除アシストルーチンのステップＳ２０８にて、距離H2が距離H2oと等しければ、ロックバー１４ｂの外周面とロック溝１４ａとの間に確実にクリアランスを有する状態であるため、「Ｙｅｓ」と判定する。なお、初期制御プログラムのステップＳ１１４以外の各ステップ処理およびロック解除アシストルーチンのステップＳ２０８以外の各ステップ処理については、上述した第１実施形態と同一であるため、その説明を省略する。
【００９５】
そして、この第２実施形態においても、マイクロコンピュータ４０は、初期制御プログラムのステップＳ１２４にて、アシスト制御プログラムの実行を開始する。この第２実施形態におけるアシスト制御プログラムは、図１３に示すように、ステップＳ３２０とステップＳ３２４が省略されるとともに、ステップＳ３５０〜ステップＳ３５３が追加されている。以下、追加された各ステップの処理について説明する。
【００９６】
マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ３５０にて、ロック溝位置検出センサ２３から距離H2を表す検出信号を入力する。そして、マイクロコンピュータ４０は、入力した距離H2が、ロック溝位置検出センサ２３と検出溝１４ｅの第２底面１４ｅ2までの距離として予め設定された距離H2aと等しいか否かを判定する。この判定処理は、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの相対的な位置関係を判定するものである。
【００９７】
すなわち、検出された距離H2が距離H2aと等しい状況として、例えば、図１２に示すような状況においては、一点鎖線で示したロックバー１４ｂが破線で示したロック溝１４ａの回動位置に対して、相対的に右側に位置している。この状況においては、ロック溝１４ａをロックバー１４ｂに対して相対的に右方向に回転させれば、ステアリングシャフト１２（ハンドル１１）の回転量を小さくしてロック溝１４ａとロックバー１４ｂとを互いに係合させることができる。したがって、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ３５０において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３５１にて、指令電流値I*を負の所定電流値Ir1に設定する。これにより、ステップＳ３２２の回転制御処理によって、電動モータ１５は、ロック溝１４ａ（詳しくは、ステアリングシャフト１２）を、図１２において右方向に回転させる。
【００９８】
一方、マイクロコンピュータ４０は、距離H2が距離H2aと等しくなければ、ステップＳ３５０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３５２に進む。ステップＳ３５２においては、マイクロコンピュータ４０は、ロック溝位置検出センサ２３から入力した距離H2が、ロック溝位置検出センサ２３と検出溝１４ｅの形成された円環部材の外周面までの距離として予め設定された距離H2bと等しいか否かを判定する。
【００９９】
すなわち、検出された距離H2が距離H2bと等しい状況として、例えば、図１２に示すような状況においては、二点鎖線で示したロックバー１４ｂが破線で示したロック溝１４ａの回動位置に対して、相対的に左側に位置している。この状況においては、ロック溝１４ａをロックバー１４ｂに対して相対的に左方向に回転させれば、ステアリングシャフト１２（ハンドル１１）の回転量を小さくしてロック溝１４ａとロックバー１４ｂとを互いに係合させることができる。したがって、マイクロコンピュータ４０は、ステップＳ３５２にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３５３にて、指令電流値I*を正の所定電流値Ir1に設定する。これにより、ステップＳ３２２の回転制御処理によって、電動モータ１５は、ロック溝１４ａ（詳しくは、ステアリングシャフト１２）を、図１２において左方向に回転させる。
【０１００】
そして、マイクロコンピュータ４０は、前記ステップＳ３２２の回転制御処理後、ステップＳ３２８に進み、このアシスト制御プログラムの実行を一旦終了する。このアシスト制御プログラムの終了後、所定時間が経過すれば、同プログラムは、ふたたび実行されるが、ロック動作フラグＲＯＰが”１”に設定されているので、ステップＳ３０２にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ３５０以降の処理が実行される。
【０１０１】
そして、マイクロコンピュータ４０は、前回のアシスト制御プログラムの実行による電動モータ１５の回転に伴ってロック溝位置検出センサ２３から入力した距離H2が変化して、ステップＳ３５０にて「Ｎｏ」と判定し、かつ、ステップＳ３５２にて「Ｎｏ」と判定すると、ステップＳ３２６に進む。すなわち、ステップＳ３５０とステップＳ３５２において、共に「Ｎｏ」と判定する状況は、距離H2が検出溝１４ｅの第１底面１４ｅ1までの距離H2oと等しくなる状況、言い換えれば、ロックバー１４ｂに対するロック溝１４ａの相対的な回動位置が一致する状況である。したがって、マイクロコンピュータ４０は、ロックバー１４ｂがロック溝１４ａ内に完全に侵入した状態、すなわち、ハンドル１１が完全なロック状態にあるため、ステップＳ３２６にて、第１リレーコイル２４ｂの通電を解除するための制御信号を第１リレー制御回路４４に出力し、同制御回路４４が第１リレーコイル２４ｂの通電を解除する。
【０１０２】
以上の説明からも理解できるように、この第２実施形態によれば、上記第１実施形態およびその変形例による効果に加えて、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとを互いに係合させるまでのステアリングシャフト１２（ハンドル１１）の回転量を小さくすることができる。したがって、イグニッションキーＩＧＫをキーシリンダから抜き取った後にハンドル１１が回転することに対して、運転者は違和感を覚えにくくなる。
【０１０３】
ｃ．その他の変形例
本発明の実施にあたっては、上記各実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り種々の変形が可能である。
【０１０４】
例えば、上記各実施形態においては、ステアリングシャフト１２にステアリングロック機構１４を設け、ハンドル１１のロックまたはロック解除を行うように実施した。しかしながら、ステアリングロック機構１４の配置については、ステアリングシャフト１２に限定されるものではなく、例えば、減速機１６にステアリングロック機構１４を組み付けて、ハンドル１１のロックまたはロック解除を行うように実施することも可能である。以下、この変形例について説明するが、上記各実施形態と同一部分に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０５】
この変形例におけるステアリングロック機構１４は、図１４に示すように、減速機１６に組み付けられている。減速機１６は、電動モータ１５の回転を減速して、ステアリングシャフト１２に伝達するウォームホイールを備えている。このウォームホイールは、電動モータ１５のシャフトに組み付けられた図示省略のウォームギアと歯合するホイールギア１６ａを備えている。また、ウォームホイールは、ホイールギア１６ａを支持する円盤状のインナーリング１６ｂを備えるとともに、同インナーリング１６ｂとトーションバーの一端を相対回転不能に支持する支持部材の外周面とを一体的に連結するボス１６ｃを備えている。
【０１０６】
そして、この変形例におけるステアリングロック機構１４は、図１４および図１５に示すように、インナーリング１６ｂに形成された貫通孔１４ｆ（上記各実施形態におけるロック溝１４ａに対応）と、貫通孔１４ｆに対して挿抜可能に設けられたロックピン１４ｇ（上記各実施形態のロックバー１４ｂに対応）と、減速機１６に組み付けられてロックピン１４ｇおよび同ピン１４ｇを変位させる周知のソレノイド機構を収容する本体部１４ｈと、ボス１６ｃの外周面上に形成された検出溝１４ｉとから構成されている。
【０１０７】
なお、この変形例においては、ロックピン１４ｇを収容する本体部１４ｈおよび検出溝１４ｉを、操舵トルクセンサ２２を構成するトーションバーよりもハンドル１１側に設けて実施する。しかしながら、本体部１４ｈおよび検出溝１４ｉを、トーションバーよりも左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に設けて実施することも可能である。このように、本体部１４ｈおよび検出溝１４ｉを共に左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２側に設けることにより、トーションバーの捩れの影響を排除することができ、ロック制御またはロック解除制御の精度を確保することができる。
【０１０８】
貫通孔１４ｆは、図１５に示すように、所定の孔径を有して、インナーリング１６ｂの周方向に沿って複数個所に設けられている。ロックピン１４ｇは、貫通孔１４ｆの孔径に比して僅かに小さい外径を有して形成されている。本体部１４ｈに収容されたソレノイド機構は、キーシリンダに挿入されたイグニッションキーＩＧＫの回動に連動して、ロックピン１４ｇを変位させる周知の機構である。すなわち、ソレノイド機構は、イグニッションキーＩＧＫがイグニッションスイッチ２５をオンさせる方向へ回動されたとき、ロックピン１４ｇを貫通孔１４ｆから抜脱する方向に変位させ、ロック解除位置に保持する。また、ソレノイド機構は、イグニッションキーＩＧＫを引き抜くために、同キーＩＧＫがイグニッションスイッチ２５をオンさせた回動位置から前記と反対方向に回動されたとき、ロックピン１４ｇを貫通孔１４ｆに挿入する方向に変位させ、ロック位置に保持する。検出溝１４ｉは、図１５に示すように、貫通孔１４ｆの形成位置に対応して形成されている。そして、検出溝１４ｉの形成幅寸法は、ロックピン１４ｇの外径寸法よりも小さく設定されている。
【０１０９】
また、この変形例におけるロック溝位置検出センサ２３は、図１４に示すように、検出溝１４ｉと対向するように、減速機１６に一体的に組み付けられている。そして、ロック溝位置検出センサ２３は、上記各実施形態と同様に、レーザ光や超音波を出力するとともに反射光や反射波を入力することにより、検出溝１４ｉの形成位置にて変化する円環部材の外周面との距離H3を検出し、同距離H3を表す検出信号を電気制御装置２０に供給する。なお、ロック溝位置検出センサ２３の距離H3の検出位置は、貫通孔１４ｆに対してロックピン１４ｇを挿入したときに、検出溝１４ｉの長手方向の中心軸線における距離を検出するように設定される。
【０１１０】
このように構成された変形例においても、マイクロコンピュータ４０は、上記各実施形態と同様に、図５〜図７に示した初期制御プログラム、ロック解除アシストルーチンおよびアシスト制御プログラムを実行する。ただし、この変形例においては、初期制御プログラムのステップＳ１１４、ロック解除アシストルーチンのステップＳ２０８およびアシスト制御プログラムのステップＳ３２４の各処理が上記各実施形態と異なる。すなわち、これら各ステップにおいては、マイクロコンピュータ４０は、ロック溝位置検出センサ２３から距離H3を表す信号を入力する。そして、マイクロコンピュータ４０は、入力した検出信号すなわち距離H3が、ロック溝位置検出センサ２３と検出溝１４ｉの底面までの距離として予め設定された距離H3oと等しいか否かを判定する。これらの判定処理は、ステアリングロック機構１４において、貫通孔１４ｆの内周面とロックピン１４ｇの外周面とが互いに接触しているか否かを判定するものである。そして、これらの判定処理を実行することにより、貫通孔１４ｆの内周面とロックピン１４ｇの外周面との接触状態を確実に回避することができるとともに、ロックピン１４ｇを貫通孔１４ｆに確実に挿入することができる。
【０１１１】
したがって、この変形例においても、上記各実施形態と同様に、運転者は、ハンドル１１を回動させながらイグニッションキーＩＧＫを回動させなくても、イグニッションキーＩＧＫを小さな力で回動するだけで、簡単にハンドル１１のロック状態を解除することができ、ステアリングロック機構１４の操作性が良好となる。また、運転者がイグニッションキーＩＧＫをイグニッションスイッチ２５をオンさせる方向と反対方向に回動した後にキーシリンダから引き抜いて車両の運転を停止する場合、ステアリングロック機構１４のロックピン１４ｇの先端面が貫通孔１４ｆに対向していなくても、マイクロコンピュータ４０が電動モータ１５を回転制御することによってステアリングロック機構１４におけるロック状態の設定を補助する。これにより、ハンドル１１を完全にロックすることができる。
【０１１２】
また、上記各実施形態および変形例においては、ロック溝１４ａとロックバー１４ｂとの接触状態または貫通孔１４ｆとロックピン１４ｇとの接触状態を、ロック溝位置検出センサ２３によって検出された距離すなわちロック溝１４ａまたは貫通孔１４ｆの回動位置のみに基づいて判定するように実施した。しかしながら、操舵トルクセンサ２２によって検出された操舵トルクTMを加えて、前記接触状態を判定するように実施してもよい。これによれば、例えば、ロック溝位置検出センサ２３に異常が生じた場合であっても、操舵トルクセンサ２２によって検出された操舵トルクTMに基づいてロック制御またはロック解除制御を実行することができるため、システムの信頼性を向上させることができる。
【０１１３】
この場合、例えば、操舵トルクセンサ２２によって良好に操舵トルクTMが検出できる場合には、操舵トルクTMを用いて前記接触状態を判定し、操舵トルクセンサ２２によって良好に操舵トルクTMが検出できない場合（不感帯領域で検出する場合）には、ロック溝位置検出センサ２３によって検出された距離すなわちロック溝１４ａの回動位置を用いるように切り換えて、前記接触状態を判定するように実施することもできる。
【０１１４】
また、上記各実施形態および変形例においては、ロック溝位置検出センサ２３を複数設けて実施することもできる。この場合においては、マイクロコンピュータ４０は、各ロック溝位置検出センサ２３から入力される距離に基づいて、各ロック溝位置検出センサ２３の作動状態を監視することにより、異常が発生したロック溝位置検出センサ２３を排除するように実施するとよい。これによっても、システムの信頼性を向上させることができる。
【０１１５】
また、上記第１実施形態の変形例および第２実施形態においては、レーザ光や超音波を利用するロック溝位置検出センサ２３を用いた場合を説明した。しかしながら、ロック溝１４ａとは別に検出溝１４ｄ、検出溝１４ｅを設けて実施する場合には、図９、図１１にて破線で示すように、接触式のロック溝位置検出センサを用いて実施することも可能である。これによれば、極めて簡略化したセンサでロック溝１４ａの回動位置を検出することができる。
【０１１６】
また、上記各実施形態および変形例では、常に電動モータ１５によりハンドル１１のロック解除又はロックを補助するようにしたが、運転者により切換え操作される切換えスイッチにより、前記補助を行う場合と、同補助を停止する場合とを選択できるようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記各実施形態および変形例においては、車両の運転開始時に、イグニッションキーＩＧＫのキーシリンダへの挿入をキー挿入検出スイッチ２６により検出するようにしたが、これに代えてまたはこれに加えて、イグニッションキーＩＧＫのキーシリンダへの挿入検知機能を有するイモビライザーシステムを搭載した車両においては、同イモビライザーシステムによるイグニッションキーＩＧＫのキーシリンダへの挿入検知信号を利用するようにしてもよい。また、エンジンを遠隔操作による始動させることが可能なキーエントリシステムを搭載した車両においては、同システムのエンジンスタート信号を検出スイッチ２６による検出に代えまたは加えて利用するようにしてもよい。さらに、運転者が所持する携帯端末からの電波を受信して運転者を認識し、この運転者によるイグニッションスタートスイッチの押下操作によりエンジンを始動させることが可能なスマートキーシステムを搭載した車両においては、同システムの電波を検出スイッチ２６による検出に代えて利用するようにしてもよい。
【０１１８】
また、上記各実施形態および変形例においては、車両の運転終了時においてステアリングロック機構１４によるハンドル１１のロックの必要性を確実に検出するため、前記ステップ３０４の判定処理（又はステップ３０４，３１４，３１６の判定処理）を実行した。これに代えて又は加えて、ドアの開閉信号によりドアが開閉されたこと、ドアロック検出信号によりドアがロックされたこと、シートベルト着用有無検出信号によりシートベルトがはずされたこと、シフトポジション検出手段におけるパーキング位置検出信号に基づく車両の運転停止、サイドブレーキ位置検出手段におけるサイドブレーキの引き検出信号に基づく車両の運転停止、ハンドル接触センサによるハンドル１１から手を放したこと、盗難防止装置からの信号の検出などにより判定するようにしてもよい。
【０１１９】
さらに、上記各実施形態においては、車両の操舵装置としての電動パワーステアリング装置について実施した。しかしながら、その他の車両の操舵装置、例えば、ハンドルと左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２との機械的な連結をなくしたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置について実施することも可能である。この場合においても、例えば、ハンドルに反力を付与するためのアクチュエータ（電動モータ）やハンドルの回動操作に応じて左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵するためのアクチュエータ（電動モータ）を、上記各実施形態と同様に、ステアリングロック機構のロック溝の回動位置に基づいて回転制御することにより、上記各実施形態と同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の各実施形態に共通の車両の操舵装置としての電動パワーステアリング装置の全体概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係り、図１のステアリングロック機構の構成を説明するための概略図である。
【図３】図２のロック溝とロックバーとの相対的な関係を説明するために概略的に示した断面拡大図である。
【図４】図１の電気制御装置の全体ブロック図である。
【図５】図４のマイクロコンピュータにより実行される第１実施形態に係る初期制御プログラムのフローチャートである。
【図６】図４のマイクロコンピュータにより実行される第１実施形態に係るロック解除アシストルーチンのフローチャートである。
【図７】図４のマイクロコンピュータにより実行される第１実施形態に係るアシスト制御プログラムのフローチャートである。
【図８】操舵トルクとアシスト電流値との関係を示すグラフである。
【図９】第１実施形態の変形例に係るステアリングロック機構の構成を説明するための概略図である。
【図１０】図９のロック溝、ロックバーおよび検出溝の相対的な関係を説明するために概略的に示した断面拡大図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係り、図１のステアリングロック機構の構成を説明するための概略図である。
【図１２】図１１のロック溝、ロックバーおよび検出溝の相対的な関係を説明するために概略的に示した断面拡大図である。
【図１３】図４のマイクロコンピュータにより実行される第２実施形態に係るアシスト制御プログラムのフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態における変形例に係り、図１のステアリングロック機構の構成を説明するための概略図である。
【図１５】図１４の貫通孔と検出溝との相対的な関係を説明するために概略的に示した一部断面拡大図である。
【符号の説明】
【０１２１】
ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、ＩＧＫ…イグニッションキー、１１…ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１４…ステアリングロック機構、１４ａ…ロック溝、１４ｂ…ロックバー、１５…電動モータ、２０…電気制御装置、２１…車速センサ、２２…操舵トルクセンサ、２３…ロック溝位置検出センサ、２４ａ，２７ａ…リレースイッチ、２４ｂ，２７ｂ…リレーコイル、２５…イグニッションスイッチ、２６…キー挿入検出スイッチ、３０…駆動回路、４０…マイクロコンピュータ、４４，４５…リレー制御回路
【図１】
2006306141.tif 000003
【図２】
2006306141.tif 000004
【図３】
2006306141.tif 000005
【図４】
2006306141.tif 000006
【図５】
2006306141.tif 000007
【図６】
2006306141.tif 000008
【図７】
2006306141.tif 000009
【図８】
2006306141.tif 000010
【図９】
2006306141.tif 000011
【図１０】
2006306141.tif 000012
【図１１】
2006306141.tif 000013
【図１２】
2006306141.tif 000014
【図１３】
2006306141.tif 000015
【図１４】
2006306141.tif 000016
【図１５】
2006306141.tif 000017