(57)【要約】【課題】安全性を向上させた操舵装置を提供する。【解決手段】車両操舵装置１０は、車両を操舵するステアリングホイールと、車輪を転舵する転舵アクチュエータ２４と、ステアリングホイールと転舵アクチュエータ２４との間に配置され、ステアリングホイールと転舵アクチュエータ２４とを機械的に接続可能に構成されたバックアップクラッチ２０と、バックアップクラッチ２０が接続解除状態にあるか否かを確認するクラッチ解除確認部６６とを備える。【選択図】図４
2014046909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を操舵する操舵部材と、
車輪を転舵する転舵機構と、
前記操舵部材と前記転舵機構との間に配置され、前記操舵部材と前記転舵機構とを機械的に接続可能に構成されたクラッチと、
前記クラッチが接続解除状態にあるか否かを確認する接続解除確認手段と、
を備えることを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
前記接続解除確認手段による前記クラッチの接続解除確認は、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたときに行われることを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
【請求項３】
前記クラッチにより前記操舵部材と前記転舵機構とが正常に接続されるか否かを確認する接続確認手段をさらに備え、
前記接続確認手段による前記クラッチの正常接続確認が行われた後、前記接続解除確認手段による接続解除確認が行われることを特徴とする請求項１または２に記載の操舵装置。
【請求項４】
前記接続解除確認手段により前記クラッチの接続解除が確認されるまで車両の発進を禁止する車両発進禁止手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の操舵装置に関し、特にステアバイワイヤ方式の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆるステアバイワイヤシステムと称される自動車の操舵に関するシステムが実用化へ向けて種々開発されている。従来の車両は、ステアリングホイールと転舵輪がラックアンドピニオンのような機構を通じて機械的に結合されているものが一般的である。しかし、ステアバイワイヤシステムにおいては、これらの機械的接続はなく、運転者からの入力、例えばトルクや操舵角をセンサで検出し、また他の車両センサからの情報とあわせて、車両の走行状態に適した舵角を求め、その舵角指令値を操舵用アクチュエータに送り、実際に車輪の転舵を行うものである。
【０００３】
ステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置においては、ステアリングホイールと転舵輪との間にバックアップクラッチが設けられており、システムが失陥した場合であってもステアリングホイールと転舵輪を機械的に接続して操舵性能を確保できるようになっているものがある。
【０００４】
このようなステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置では、システム失陥時に、バックアップクラッチによりステアリングホイールと転舵輪とが確実に接続されることが重要である。そこで従来より、例えば装置の電源がＯＮされたときに、バックアップクラッチに接続指令を出し、転舵アクチュエータや操舵反力アクチュエータを駆動させ、転舵輪やステアリングホイールに動きが生じたか否か判定することで、バックアップクラッチによるステアリングホイールと転舵輪の機械的接続が正常に行われるか否か確認する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７９１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された装置では、バックアップクラッチの動作確認後にバックアップクラッチが適切に解除されず、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に接続されたままになっている可能性がある。従って、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に連結されたままステアバイワイヤ制御が開始される虞がある。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性を向上させた操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の操舵装置は、車両を操舵する操舵部材と、車輪を転舵する転舵機構と、前記操舵部材と前記転舵機構との間に配置され、前記操舵部材と前記転舵機構とを機械的に接続可能に構成されたクラッチと、前記クラッチが接続解除状態にあるか否かを確認する接続解除確認手段とを備える。
【０００９】
この態様によると、クラッチが接続解除状態にあるか否かを確認できる。これにより、操舵部材と転舵機構とが機械的に接続されたままステアバイワイヤ制御が開始される事態を回避でき、車両操舵装置の安全性を向上できる。
【００１０】
前記接続解除確認手段による前記クラッチの接続解除確認は、車両のイグニッションスイッチがＯＮされたときに行われてもよい。この場合、装置のイニシャルチェックにおいてシステムの異常を検出できる。
【００１１】
前記クラッチにより前記操舵部材と前記転舵機構とが正常に接続されるか否かを確認する接続確認手段をさらに備え、前記接続確認手段による前記クラッチの正常接続確認が行われた後、前記接続解除確認手段による接続解除確認が行われてもよい。この場合、クラッチが正常に接続可能か否かを確認できる。
【００１２】
前記接続解除確認手段により前記クラッチの接続解除が確認されるまで車両の発進を禁止する車両発進禁止手段をさらに備えてもよい。この場合、クラッチが接続解除状態にあると確認できるまで車両の発進が禁止されるので、車両を発進させた後に前記接続解除確認手段によるクラッチの接続解除の確認動作が行われることが回避され、これによる運転者の意図しない転舵や不自然な操舵反力の発生を防止でき、運転者の違和感を抑制するとともに、車両操舵装置の安全性をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安全性を向上させた操舵装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る車両操舵装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】バックアップクラッチの軸に垂直な断面図である。
【図３】バックアップクラッチの軸に垂直な断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車両操舵装置の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両操舵装置の制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の別の実施形態に係る車両操舵装置の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る車両操舵装置の制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る車両操舵装置の概略構成を説明するための図である。本実施形態に係る車両操舵装置１０は、ステアバイワイヤシステムを採用した操舵装置である。
【００１７】
車両操舵装置１０は、ステアリングホイール１２と、ステアリングロック機構１３と、操舵角センサ１４と、操舵トルクセンサ１６と、ステアリングシャフト１７と、操舵反力アクチュエータ１８と、バックアップクラッチ２０と、ピニオンシャフト２１と、転舵トルクセンサ２２と、転舵アクチュエータ２４と、転舵角センサ２６と、操舵ＥＣＵ３０と、電源３２とを備える。
【００１８】
ステアリングホイール１２は、車室内の運転席側に配置され、運転者が操舵量を入力するために回転させる操舵部材として機能する。ステアリングホイール１２には、操舵軸としてのステアリングシャフト１７が接続されている。ステアリングシャフト１７は、車体側に回転可能に支持されている。
【００１９】
ステアリングシャフト１７上には、ステアリングロック機構１３、操舵角センサ１４、操舵トルクセンサ１６、および操舵反力アクチュエータ１８が設けられている。
【００２０】
ステアリングロック機構１３は、ステアリングホイール１２の回転を規制する機能を有する。
【００２１】
操舵角センサ１４は、ステアリングシャフト１７の回転角、すなわち運転者から入力されたステアリングホイール１２の操舵角を検出する。操舵角センサ１４により検出されたステアリングホイール１２の操舵角は、操舵ＥＣＵ３０に出力される。操舵トルクセンサ１６は、ステアリングシャフト１７の回転トルク、すなわち運転者により入力されたステアリングホイール１２の操舵トルクを検出する。操舵トルクセンサ１６により検出されたステアリングホイール１２の操舵トルクは、操舵ＥＣＵ３０に出力される。
【００２２】
操舵ＥＣＵ３０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い動作する。操舵ＥＣＵ３０は、入力された操舵角情報に基づいて、ステアリングホイール１２に付与すべき操舵反力を算出する。操舵ＥＣＵ３０は、算出した操舵反力をステアリングホイール１２に付与するよう操舵反力アクチュエータ１８を制御する。
【００２３】
操舵反力アクチュエータ１８は、例えば操舵反力モータおよび該モータの回転角を検出するレゾルバ等から構成される。操舵反力アクチュエータ１８は、操舵ＥＣＵ３０からの指示に基づいて、ステアリングシャフト１７を介して操舵反力をステアリングホイール１２に付与する。
【００２４】
ステアリングシャフト１７の車輪側端部には、バックアップクラッチ２０が設けられている。このバックアップクラッチ２０は、ステアリングシャフト１７とピニオンシャフト２１との間に配置され、操舵ＥＣＵ３０からの指示に基づいて、ステアリングシャフト１７とピニオンシャフト２１とを機械的に接続および分離可能に構成されている。
【００２５】
ピニオンシャフト２１上には、転舵トルクセンサ２２が設けられている。転舵トルクセンサ２２は、ピニオンシャフト２１の回転トルクを検出する。
【００２６】
ピニオンシャフト２１の車輪側端部には、転舵機構としての転舵アクチュエータ２４が接続されている。この転舵アクチュエータ２４は、ラックアンドピニオン機構を備える。転舵アクチュエータ２４は、ピニオンシャフト２１を回転駆動可能に構成されており、ラックアンドピニオン機構を介して、操舵ＥＣＵ３０からの指示に応じてステアリングラック２９を車幅方向に移動可能に構成されている。ステアリングラック２９の両端にはタイロッド（図示せず）を介して転舵輪（図示せず）が接続されており、ステアリングラック２９の移動に応じて転舵輪が転舵する。
【００２７】
転舵角センサ２６は、転舵アクチュエータ２４の変位量、すなわち転舵輪の転舵角を検出して、この検出値を操舵ＥＣＵ３０に対して出力する。
【００２８】
操舵ＥＣＵ３０は、ステアリングホイール１２の操舵角に応じた転舵輪の転舵角を算出し、転舵輪に該転舵角を付与するよう転舵アクチュエータ２４を制御する。
【００２９】
電源３２は、運転者によりイグニッションスイッチがＯＮされると、操舵ＥＣＵ３０に電力を供給する。電源３２から供給された電力は、操舵ＥＣＵ３０を介して車両操舵装置１０の各種センサおよび各アクチュエータに供給される。
【００３０】
上記のように構成された車両操舵装置１０においては、システムが正常な場合、バックアップクラッチ２０によりステアリングシャフト１７とピニオンシャフト２１とが機械的に分離されている（クラッチ接続解除状態）。ステアリングシャフト１７はステアリングホイール１２に連結されており、ピニオンシャフト２１は転舵アクチュエータ２４に連結されているので、ステアリングホイール１２と転舵アクチュエータ２４とが分離された状態である。ステアリングホイール１２と転舵輪とが分離された状態ということもできる。この状態で運転者がステアリングホイール１２を操作すると、操舵角センサ１４がステアリングホイール１２の操舵角を検出する。操舵ＥＣＵ３０は、該操舵角に応じた転舵角を算出し、算出した転舵角に基づいて転舵モータ２３を制御する。これにより、転舵輪の転舵角をステアリングホイール１２の操舵角に応じて変化させることができる。また、操舵ＥＣＵ３０は、検出されたステアリングホイール１２の操舵角に応じた操舵反力を算出し、該操舵反力に基づいて操舵反力アクチュエータ１８を制御する。これにより、ステアリングホイール１２に操舵反力が与えられ、運転者に操舵反力を感じさせることができる。
【００３１】
一方、システムが異常な場合、バックアップクラッチ２０によりステアリングシャフト１７とピニオンシャフト２１とが機械的に接続される（クラッチ接続状態）。すなわち、ステアリングホイール１２と転舵アクチュエータ２４とが接続された状態であり、ステアリングホイール１２と転舵輪とが接続された状態ということもできる。この状態で運転者がステアリングホイール１２を操作すると、ステアリングシャフト１７の回転力がピニオンシャフト２１に直接伝達され、ステアリングホイール１２の操作により転舵輪を直接転舵することができる。
【００３２】
次に、バックアップクラッチ２０の構造について詳述する。図２は、バックアップクラッチ２０の軸に垂直な断面図である。
【００３３】
バックアップクラッチ２０は、環状のステアリングホイール側ハウジング３５と、環状の車輪側ハウジング３６と、車輪側ハウジング３６の径方向に移動できるように車輪側ハウジング３６に設けられている係合部としての複数のロックバー３７とを備える。
【００３４】
ステアリングホイール側ハウジング３５は、内周面に複数のロック溝３８が互いに間隔をもって周方向の形成されている。車輪側ハウジング３６は、ステアリングホイール側ハウジング３５と同軸となるように設けられており、バックアップクラッチ２０の側方から見て少なくとも一部がステアリングホイール側ハウジング３５と重なるように配置されている。
【００３５】
ステアリングホイール側ハウジング３５は、ステアリングシャフト１７（図１参照）と連結されており、ステアリングホイール１２の回転に連動して回転する。また、車輪側ハウジング３６は、ピニオンシャフト２１（図１参照）と連結されており、転舵輪の転舵に連動して回転する。バックアップクラッチ２０は、ロックバー３７をロック溝３８に向かう方向へ進退させる進退機構４０を更に備える。進退機構４０の詳細については後述する。
【００３６】
本実施形態に係るバックアップクラッチ２０においては、６つのロックバー３７が放射状に配置されている。各ロックバー３７は、環状の車輪側ハウジング３６の周面に形成された開口部３６ａに摺動可能に支持されている。
【００３７】
車輪側ハウジング３６には、バネ受け部材４１が固定されている。バネ受け部材４１は、その外周面上に、各ロックバー３７に対応するように複数の凸部が放射状に配置されている。該凸部は、付勢部材であるバネ４２がずれないようにその一端を支持する。また、バネ４２の他端は、ロックバー３７のバネ受け部材４１と対向する部分に形成されている凹部により支持されている。そして、バネ４２は、図２に示す状態では圧縮されている。
【００３８】
進退機構４０は、電気によって駆動するアクチュエータとしての回転型ソレノイドと、ロックバー３７をロック溝３８に向かって付勢するバネ４２と、ロックバー３７に作用することでロックバー３７の進退を制御するピン４３と、ピン４３が固定されている回転盤４４とを有している。
【００３９】
回転型ソレノイドは、通電時（クラッチ解除時）には軸４５が図２に示す矢印Ｒ３方向に回転し、非通電時（クラッチ接続時）には内部にある戻りバネの作用で図２に示す矢印Ｒ４方向に軸４５が回転するように構成されている。
【００４０】
ピン４３は、ロックバー３７の中央部から側面に向かって設けられた切り欠き溝３７ａに浸入した状態でロックバー３７と係合している。また、ピン４３は、図２に示すクラッチ解除状態でロックバー３７の切り欠き溝３７ａと当接し、後述するクラッチ接続状態でロックバー３７の切り欠き溝３７ａから退避する。
【００４１】
回転盤４４は、回転型ソレノイドの軸４５に固定されており、回転型ソレノイドへの通電状態に応じて時計回りまたは反時計回りに回転する。その際、ピン４３も時計回りまたは反時計回りに回転し、位置が変化する。
【００４２】
次に、バックアップクラッチ２０の動作を説明する。図２に示すように、バックアップクラッチ２０が解除状態、すなわち回転型ソレノイドに通電されている状態では、ロックバー３７とロック溝３８とが一切係合しない。そのため、ステアリングシャフト１７とピニオンシャフト２１とは切り離された状態であり、互いの間で回転力は伝達されない。
【００４３】
より詳細には、回転型ソレノイドに通電されると、回転型ソレノイドの軸４５とともに回転盤４４が図２に示す矢印Ｒ３方向に回転する。その際、ピン４３が切り欠き溝３７ａの側壁３７ａ１に当接しながら切り欠き溝３７ａの奥側に浸入することで、ロックバー３７が徐々に車輪側ハウジング３６の内側に引き込まれ、最終的にバックアップクラッチ２０が解除の状態となる位置にロックバー３７が規制される。
【００４４】
図３は、バックアップクラッチ２０（クラッチ接続状態）の軸に垂直な断面図である。
【００４５】
バックアップクラッチ２０は、システムの故障などで通電が行われない状態となると、回転型ソレノイドの戻りバネの働きで、それまでロックバー３７を規制していた回転盤４４が図３に示す矢印Ｒ４方向へ回転する。その結果、ロックバー３７の切り欠き溝３７ａの内部でのピン４３の位置が変化し、ピン４３が切り欠き溝３７ａの内部から退避することになる。その結果、ピン４３により位置が規制されていたロックバー３７は、ステアリングホイール側ハウジング３５のロック溝３８に向かって移動できるようになる。
【００４６】
このように、各ロックバー３７は、バネ４２の付勢力によってステアリングホイール側ハウジング３５のロック溝３８に向かって車輪側ハウジング３６の径方向に移動する力が働くが、図３に示すように、バックアップクラッチ２０では、すべてのロックバー３７がそのままロック溝３８に入るようには構成されていない。
【００４７】
つまり、各ロックバー３７（以下、適宜ロックバー３７＿１〜３７＿６と称する場合がある。）と各ロック溝３８との位置関係、つまりステアリングホイール側ハウジング３５と車輪側ハウジング３６との位置関係によっては、ロック溝３８に入り込むロックバーの組合せは種々変わりうる。図３に示すバックアップクラッチ２０では、ロック溝３８に入り込むロックバー３７＿１〜３７＿３と、ロック溝３８に入り込まずにロック溝３８同士の間の突起部４６の上面と当接しているロックバー３７＿４〜３７＿６とが存在することになる。
【００４８】
図３に示す状態は、バックアップクラッチ２０が完全にクラッチ接続状態となった場合であるが、回転型ソレノイドへの通電が解除されたと同時に、常にこの状態に至る訳ではない。以下では、通常のステアリングホイール１２の操作によってバックアップクラッチ２０が完全にクラッチ接続状態となるまでの動作について更に詳述する。
【００４９】
例えば、図３に示す状態からステアリングホイール側ハウジング３５が矢印Ｒ４方向へわずかに回転した位置にある場合（車輪側ハウジング３６は図３に示す状態のまま）、ロックバー３７＿２，３７＿３は、ロック溝３８に入り込むものの、ロックバー３７＿１，３７＿４〜３７＿６は、ステアリングホイール側ハウジング３５の内周壁にある突起部４６の上面に当接した状態である。また、この場合には、ロック溝３８に入り込んだロックバー３７＿２，３７＿３は、いずれもロック溝３８の側面３８ａ，３８ｂに当接していない。そのため、ステアリングホイール側ハウジング３５と車輪側ハウジング３６との間には、回転方向において遊びが存在している。
【００５０】
そして、この状態からステアリングホイール側ハウジング３５を矢印Ｒ３方向へ回転すると、ロックバー３７＿３がロック溝３８の一方の側面３８ａに当接し係合した際に、ロックバー３７＿１がロック溝３８に入り、ロック溝３８の他方の側面３８ｂと係合する。その結果、図３に示すように、ロック溝３８＿１に入り込んで側面３８ｂと係合するロックバー３７＿１と、ロック溝３８＿３に入り込んで側面３８ａと係合するロックバー３７＿３とにより、ステアリングホイール側ハウジング３５と車輪側ハウジング３６との間の回転方向の遊びがほぼなくなり（ロック状態）、ステアリングシャフト１７の回転力をピニオンシャフト２１へ確実に伝達することができる。
【００５１】
このように、本実施形態に係るバックアップクラッチ２０において、複数のロックバー３７は、回転型ソレノイドを含む進退機構４０によって複数のロック溝３８に向かって移動した場合、ステアリングホイール側ハウジング３５と車輪側ハウジング３６との回転位相差にかかわらず、複数のロック溝３８のうちいずれか一つのロック溝３８＿３に入るロックバー３７＿３と、ロックバー３７＿３がロック溝３８＿３に入った状態で左回りの回転方向（図３に示す矢印Ｒ４方向）へ移動し、ロック溝３８＿３の２つの側面３８ａ，３８ｂのうち一方の回転方向（矢印Ｒ４方向）側の側面３８ａに係合した際に、ロック溝３８＿３と異なるロック溝３８＿１に入るロックバー３７＿１とを有する。ロックバー３７＿１は、ロック溝３８＿１に入った際に、ロック溝３８＿１の２つの側面３８ａ，３８ｂのうち他方の回転方向（矢印Ｒ３方向）側の側面３８ｂに係合するように構成されている。
【００５２】
これにより、バックアップクラッチ２０は、進退機構４０により各ロックバー３７をロック溝３８から退避させることで、車両操舵装置１０をステアリングシャフト１７とピニオンシャフト２１との間で回転力の伝達がない分離状態（クラッチ解除状態）にできる。一方、バックアップクラッチ２０は、進退機構４０によりステアリングホイール側ハウジング３５と車輪側ハウジング３６とが接続されている状態（ロック状態）では、ステアリングホイール側ハウジング３５が一方の回転方向（例えば矢印Ｒ３方向）に回転した場合は、ロックバー３７＿３がロック溝３８＿３の２つの側面のうち他方の回転方向（矢印Ｒ４方向）側の側面３８ａに係合しているため、遊びがほとんどない状態で回転力を車輪側ハウジング３６に伝達できる。また、ステアリングホイール側ハウジング３５が他方の回転方向（例えば矢印Ｒ４方向）に回転した場合は、ロックバー３７＿１がロック溝３８＿１の２つの側面のうち一方の回転方向（矢印Ｒ３方向）側の側面３８ｂに係合しているため、遊びがほとんどない状態で回転力を車輪側ハウジング３６に伝達できる。
【００５３】
また、バックアップクラッチ２０は、回転型ソレノイドに通電した際の動作によりバネ４２の付勢力より大きな力でロックバー３７をロック溝３８から退避させるとともに、回転型ソレノイドに通電されていない場合にはバネ４２の付勢力によりロックバー３７＿２やロックバー３７＿３がロック溝３８に入るように構成されている。これにより、回転型ソレノイドへの通電が行われなくなった非常時には、ロックバー３７＿２やロックバー３７＿３がロック溝３８に入ることでステアリングホイール側ハウジング３５と車輪側ハウジング３６との接続が即座に行われる。
【００５４】
ここで、バックアップクラッチ２０の特性を表すパラメータとして「ズレ角度」を規定する。クラッチ接続状態を達成するために必要な最大回転角度である。ステアリングホイール側ハウジング３５と車輪側ハウジング３６との相対的な位相がどんな場合であっても、このズレ角度だけ一方を他方に対して回転させれば、クラッチ接続状態が達成される。ズレ角度は、ロック溝３８の数、幅、およびピッチ、ロックバー３７の数、幅およびピッチなどによって決まる。例えば図２および図３に示したバックアップクラッチ２０では、ズレ角度＝約５度である。ズレ角度を小さく設定すれば、システム異常時においてもわずかなステアリングホイール１２の操作でステアリングシャフト１７とピニオンシャフト２１とが機械的に連結されることとなり、車両操舵装置１０のフェールセーフの応答性の向上が図られる。
【００５５】
図４は、本実施形態に係る車両操舵装置１０の構成を説明するための機能ブロック図である。
【００５６】
図４に示すように、操舵ＥＣＵ３０には、イグニッションスイッチ７０からのＯＮ／ＯＦＦ信号、操舵角センサ１４からの操舵角信号、操舵トルクセンサ１６からの操舵トルク信号、転舵トルクセンサ２２から転舵トルク信号、転舵角センサ２６からの転舵角信号などが入力される。
【００５７】
操舵ＥＣＵ３０は、操舵反力算出部５６と、操舵反力アクチュエータ制御部５８と、転舵角算出部６０と、転舵アクチュエータ制御部６２と、バックアップクラッチ制御部６４と、クラッチ解除確認部６６と、発進禁止指示部６８とを備える。
【００５８】
操舵反力算出部５６は、操舵角センサ１４からの操舵角信号に基づいて、ステアリングホイール１２（図１参照）に付与すべき操舵反力を算出する。操舵反力アクチュエータ制御部５８は、操舵反力算出部５６で算出した操舵反力をステアリングホイール１２に付与するよう操舵反力アクチュエータ１８を制御する。
【００５９】
転舵角算出部６０は、ステアリングホイール１２の操舵角に応じた転舵角を算出する。転舵アクチュエータ制御部６２は、転舵角算出部６０で算出された転舵角を転舵輪に付与するよう転舵アクチュエータ２４を制御する。
【００６０】
バックアップクラッチ制御部６４は、バックアップクラッチ２０を制御する。上述したように、バックアップクラッチ制御部６４からバックアップクラッチ２０に通電すると、バックアップクラッチ２０が接続解除状態となり、ステアリングホイール１２と転舵アクチュエータ２４とが機械的に分離される。一方、バックアップクラッチ制御部６４からバックアップクラッチ２０への通電がなくなると、バックアップクラッチ２０が接続状態となり、ステアリングホイール１２と転舵アクチュエータ２４とが機械的に接続される、あるいは接続可能状態となる。本実施形態において、バックアップクラッチ制御部６４は、イグニッションスイッチ７０からオン信号が入力された後、バックアップクラッチ２０に通電して該クラッチを接続解除状態とする。
【００６１】
クラッチ解除確認部６６は、バックアップクラッチ２０が実際に接続解除状態であるか否か、言い換えるとステアリングホイール１２と転舵アクチュエータ２４との接続が実際に解除状態にあるか否かを確認する。このバックアップクラッチ２０の接続解除確認は、例えば以下のように行われる。まず、操舵反力アクチュエータ１８を制御してステアリングホイール１２を固定する。その後、ピニオンシャフト２１がズレ角度以上回転するよう転舵アクチュエータ２４を動作させる。ピニオンシャフト２１がズレ角度以上回転可能な場合、クラッチ解除確認部６６はバックアップクラッチ２０が接続解除状態にあると判定する。一方、ピニオンシャフト２１がズレ角度以上回転不可能な場合、バックアップクラッチ２０はバックアップクラッチ２０の接続解除状態にないと判定する。
【００６２】
発進禁止指示部６８は、クラッチ解除確認部６６によりバックアップクラッチ２０が接続解除状態にあると確認されるまで、車両の発進禁止を指示する。例えば、車両がオートマチックトランスミッション車である場合、発進禁止指示部６８はシフトロック装置５２を制御して、シフトレバーがＰ（パーキング）の位置から動かせないようにする。また、車両がマニュアルトランスミッション車である場合、運転者がクラッチペダルをＯＦＦして発進しようとした場合に、燃料を停止するなどしてエンジンを停止させる。運転者の発進操作は、例えばクラッチスタートスイッチにより検知できる。上記のように、バックアップクラッチ２０の接続解除確認を行う際に、一定角度の転舵が必要となる。このようにバックアップクラッチ２０の接続解除が確認されるまで車両を発進禁止とすることにより、車両を発進させた後にクラッチ解除確認部６６によるバックアップクラッチ２０の接続解除の確認動作が行われることが回避され、これによる運転者の意図しない転舵や不自然な操舵反力の発生を防止でき、運転者の違和感を抑制するとともに、車両操舵装置１０の安全性を向上できる。
【００６３】
図５は、本実施形態に係る車両操舵装置１０の制御を説明するためのフローチャートである。図５に示す制御は、イグニッションスイッチ７０がオンされたときに行われる、所謂車両操舵装置１０のイニシャルチェックである。ここでは、車両操舵装置１０がオートマチックトランスミッション車に搭載された場合を想定して説明する。
【００６４】
イグニッションスイッチ７０からオン信号が入力されると（Ｓ１０）、発進禁止指示部６８は、シフトレバーがＰの位置から動かせないようシフトロック装置５２に指示を出す（Ｓ１２）。
【００６５】
その後、操舵ＥＣＵ３０からの電力供給により、操舵反力アクチュエータ１８および転舵アクチュエータ２４がＯＮされる（Ｓ１４）。
【００６６】
また、バックアップクラッチ制御部６４はバックアップクラッチ２０に対し接続解除を指示する（Ｓ１６）。すなわち、バックアップクラッチ２０への通電を開始し、バックアップクラッチ２０が接続解除状態となるように制御する。
【００６７】
その後、クラッチ解除確認部６６は、バックアップクラッチ２０が実際に接続解除状態であるか否か確認する（Ｓ１８）。バックアップクラッチ２０の接続解除確認方法は、上述した通りである。
【００６８】
バックアップクラッチ２０が接続解除状態にあると確認できた場合（Ｓ１８のＹ）、発進禁止指示部６８は発進禁止の解除をシフトロック装置５２に指示する（Ｓ２０）。具体的には、発進禁止指示部６８は、シフトロック装置５２にシフトレバーのロックを解除するよう指示を出す。このＳ２０で車両操舵装置１０のイニシャルチェックは完了し、その後は通常のステアリングバイワイヤ方式の操舵制御が行われる。
【００６９】
一方、バックアップクラッチ２０が依然として接続解除状態にないと確認された場合（Ｓ１８のＮ）、クラッチ解除確認部６６は、システムが異常であることを運転者に通知するために警報を発出する（Ｓ２２）。警報発出方法は特に限定されず、例えば警報音を鳴らしたり、警報ランプを光らせたりするなどの方法であってよい。このＳ２２で車両操舵装置１０のイニシャルチェックは完了し、運転者はシステムの異常箇所を検査する等の措置をとることができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る車両操舵装置１０によれば、イニシャルチェックにおいて、バックアップクラッチ２０が接続解除状態にあるか否かを確認できる。これにより、ステアリングホイール１２と転舵輪とが機械的に接続されたままステアバイワイヤ制御が開始される事態を回避でき、車両操舵装置１０の安全性を向上できる。
【００７１】
また、本実施形態に係る車両操舵装置１０によれば、イニシャルチェックにおいて、バックアップクラッチ２０が接続解除状態にあると確認できるまで車両の発進が禁止されるので、車両を発進させた後にクラッチ解除確認部６６によるバックアップクラッチ２０の接続解除の確認動作が行われることが回避され、これによる運転者の意図しない転舵や不自然な操舵反力の発生を防止でき、運転者の違和感を抑制するとともに、車両操舵装置１０の安全性をさらに向上できる。
【００７２】
図６は、本発明の別の実施形態に係る車両操舵装置１０の構成を説明するための機能ブロック図である。図６に示す車両操舵装置１０において、図４に示す車両操舵装置と同一または対応する構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００７３】
本実施形態に係る車両操舵装置１０は、操舵ＥＣＵ３０がクラッチ接続確認部６５をさらに備える点が図４に示す車両操舵装置と異なる。
【００７４】
クラッチ接続確認部６５は、バックアップクラッチ２０が正常に接続状態となっているか否か、言い換えると、ステアリングホイール１２と転舵アクチュエータ２４とが正常に接続されるか否かを確認する。本実施形態において、クラッチ接続確認部６５によるバックアップクラッチ２０の正常接続確認は、バックアップクラッチ制御部６４によりバックアップクラッチ２０に接続指示が出ている間に行われる。
【００７５】
クラッチ接続確認部６５によるバックアップクラッチ２０の正常接続確認は、例えば以下のように行われる。まず、操舵反力アクチュエータ１８を制御してステアリングホイール１２を固定する。その後、ピニオンシャフト２１がズレ角度以上回転するよう転舵アクチュエータ２４を動作させる。ピニオンシャフト２１がズレ角度以上回転できない場合、クラッチ接続確認部６５はバックアップクラッチ２０が正常に接続動作を行うことができると判定する。一方、ピニオンシャフト２１がズレ角度以上回転可能な場合、クラッチ接続確認部６５は、バックアップクラッチ２０が正常に接続動作を行うことが不可能と判定する。
【００７６】
図７は、本実施形態に係る車両操舵装置１０の制御を説明するためのフローチャートである。図７に示す制御もまた、イグニッションスイッチ７０がオンされたときに行われる、所謂車両操舵装置１０のイニシャルチェックである。ここでは、車両操舵装置１０がオートマチックトランスミッション車に搭載された場合を想定して説明する。
【００７７】
イグニッションスイッチ７０からオン信号が入力されると（Ｓ３０）、発進禁止指示部６８は、シフトレバーがＰの位置から動かせないようシフトロック装置５２に指示を出す（Ｓ３２）。
【００７８】
その後、操舵ＥＣＵ３０からの電力供給により、操舵反力アクチュエータ１８および転舵アクチュエータ２４がＯＮされる（Ｓ３４）。
【００７９】
次に、バックアップクラッチ制御部６４は、バックアップクラッチ２０に接続指示を出す（Ｓ３６）。すなわち、バックアップクラッチ制御部６４はバックアップクラッチ２０への通電を解除する。
【００８０】
次に、クラッチ接続確認部６５は、バックアップクラッチ２０が正常に接続状態となっているか否か確認する（Ｓ３８）。バックアップクラッチ２０の正常接続確認方法は、上述した通りである。
【００８１】
バックアップクラッチ２０の正常接続が確認できた場合（Ｓ３８のＹ）、バックアップクラッチ制御部６４はバックアップクラッチ２０に対し接続解除を指示する（Ｓ４０）。すなわち、バックアップクラッチ２０への通電を開始し、バックアップクラッチ２０が接続解除状態となるように制御する。
【００８２】
一方、バックアップクラッチ２０が正常に接続できていないと確認できた場合（Ｓ３８のＮ）、クラッチ接続確認部６５は、システムが異常であることを運転者に通知するために警報を発出する（Ｓ４６）。
【００８３】
Ｓ４０の後、クラッチ解除確認部６６は、バックアップクラッチ２０が実際に接続解除状態であるか否か確認する（Ｓ４２）。バックアップクラッチ２０の接続解除確認方法は、図４に示す実施形態と同様であってよい。
【００８４】
バックアップクラッチ２０が接続解除状態にあると確認された場合（Ｓ４２のＹ）、発進禁止指示部６８は発進禁止の解除をシフトロック装置５２に指示する（Ｓ４４）。具体的には、発進禁止指示部６８は、シフトロック装置５２にシフトレバーのロックを解除するよう指示を出す。このＳ４４で車両操舵装置１０のイニシャルチェックは完了し、その後は通常のステアリングバイワイヤ方式の操舵制御が行われる。
【００８５】
一方、バックアップクラッチ２０が依然として接続解除状態にないと確認された場合（Ｓ４２のＮ）、クラッチ解除確認部６６は、システムが異常であることを運転者に通知するために警報を発出する（Ｓ４６）。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態に係る車両操舵装置１０は、図４に示す実施形態で説明した利点に加えて、イニシャルチェックにおいてバックアップクラッチ２０が正常に接続可能か否かを確認できるという利点を有する。これにより、車両操舵装置１０の安全性をより一層向上できる。
【００８７】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００８８】
１０  車両操舵装置、  １２  ステアリングホイール、  １３  ステアリングロック機構、  １４  操舵角センサ、  １６  操舵トルクセンサ、  １７  ステアリングシャフト、  １８  操舵反力アクチュエータ、  ２０  バックアップクラッチ、  ２１  ピニオンシャフト、  ２２  転舵トルクセンサ、  ２４  転舵アクチュエータ、  ２６  転舵角センサ、  ２９  ステアリングラック、  ３０  操舵ＥＣＵ、  ３２  電源、  ３７  ロックバー、  ３８  ロック溝、  ５２  シフトロック装置、  ５６  操舵反力算出部、  ５８  操舵反力アクチュエータ制御部、  ６０  転舵角算出部、  ６２  転舵アクチュエータ制御部、  ６４  バックアップクラッチ制御部、  ６５  クラッチ接続確認部、  ６６  クラッチ解除確認部、  ６８  発進禁止指示部、  ７０  イグニッションスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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