(57)【要約】【課題】より的確な制御を実行できる車両用制御装置を提供する。【解決手段】制御装置５０がＥＰＳモードを実行するとき、制御装置５０の切り替え部６８は、目標転舵角演算部６２により演算される目標転舵角θ２＊を選択して出力する。目標転舵角θ２＊は、転舵側に設けられたトルクセンサの検出値である操舵トルクＴｈ２に基づいて演算された、転舵輪を転舵させる転舵力の目標値である。フィードバック制御部６３は、実際の転舵角を目標転舵角θ２＊に追従させるべく、フィードバック制御を行うことにより、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊を演算する。指令値演算部７２は、フィードバック制御部６３により演算される転舵力補正量Ｔ２ｃ＊、および目標転舵力演算部６１により演算される目標転舵力Ｔ２＊の総和を転舵指令値Ｔｔ＊として演算する。通電制御部６４は、転舵指令値Ｔｔ＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者により操舵されるステアリングホイールを備えた操舵部と、運転者による前記ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と、前記操舵部と前記転舵部との間の動力伝達経路を断接するクラッチと、前記操舵部に設けられて運転者の操舵を検出する操舵側トルクセンサと、前記転舵部に設けられて運転者の操舵を検出する転舵側トルクセンサと、前記クラッチの切断状態において前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力モータと、前記転舵輪を転舵させる転舵モータと、を備えた操舵装置を制御する制御部を有する車両用制御装置であって、
前記制御部は、前記クラッチの切断状態において、前記操舵側トルクセンサの検出値に基づいて、前記反力モータおよび前記転舵モータを制御し、
前記クラッチの接続状態において、前記転舵側トルクセンサの検出値に基づいて、少なくとも前記転舵モータを制御する車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置において、
前記操舵部は、前記ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトを有し、
前記転舵部は、前記転舵輪に連結された転舵シャフトと、前記転舵シャフトに直交するピニオンシャフトと、を有し、
前記クラッチが切断状態から接続状態へ切り替えられたとき、前記ステアリングシャフトと前記ピニオンシャフトとが機械的に連結され、
前記操舵側トルクセンサは前記ステアリングシャフトに設けられ、
前記転舵側トルクセンサは前記ピニオンシャフトに設けられている車両用制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用制御装置において、
前記制御部は、前記ステアリングホイールに付与される操舵反力を制御する反力制御部、および前記転舵輪に付与される転舵力を制御する転舵制御部を備え、
前記反力制御部は、
少なくとも前記操舵側トルクセンサの検出値に応じて、前記反力モータを制御するための目標操舵反力を演算する目標操舵反力演算部と、
前記操舵側トルクセンサの検出値および前記目標操舵反力の総和である基本駆動トルクに基づいて、前記ステアリングシャフトの目標操舵角を演算する目標操舵角演算部と、
前記ステアリングシャフトの実際の操舵角を前記目標操舵角に追従させるべく、前記反力モータを操舵角フィードバック制御する操舵側フィードバック制御部と、を有し、
前記転舵制御部は、
少なくとも前記転舵側トルクセンサの検出値に応じて、前記転舵モータを制御するための目標転舵力を演算する目標転舵力演算部と、
前記転舵側トルクセンサの検出値および前記目標転舵力の総和である基本駆動トルクに基づいて、前記ステアリングシャフトの目標転舵角を演算する目標操舵角演算部と、
前記目標操舵角を転舵角に換算した値と、前記目標転舵角のいずれか一方の値を選択する切り替え部と、
前記転舵輪の実際の転舵角を、前記切り替え部で選択された値に追従させるべく、前記転舵モータを転舵角フィードバック制御する転舵側フィードバック制御部と、を有し、
前記クラッチを切断する場合、前記切り替え部は前記目標操舵角を転舵角に換算した値を選択し、
前記クラッチを接続する場合、前記切り替え部は前記目標転舵角を選択する車両用制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用制御装置において、
前記転舵モータに供給される電流値を検出する転舵側電流センサが設けられ、
前記転舵制御部は、
前記転舵側電流センサにより検出される電流値に基づいて、転舵側目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、
前記転舵側トルクセンサの検出値を、前記目標操舵トルク演算部により演算される転舵側目標操舵トルクに追従させるべく、前記転舵モータをフィードバック制御するトルクフィードバック制御部と、を有しており、
前記制御部は、前記クラッチを接続状態から切断状態へと移行させる場合、
前記転舵制御部は、前記転舵側フィードバック制御部からの出力値に代えて、前記トルクフィードバック制御部からの出力値に基づいて、前記転舵モータを制御する車両用制御装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の車両用制御装置において、
前記制御部は、前記クラッチおよび前記操舵部の一部に異常が発生した場合、前記クラッチを切断状態から接続状態へと移行させ、
前記転舵制御部は、前記転舵側トルクセンサの検出値に基づいて演算される前記目標転舵角を用いて、前記転舵角フィードバック制御を実行する車両用制御装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の車両用制御装置において、
前記目標転舵力を増減させる振動制御量を演算する振動制御量演算部を備え、
前記制御部は、前記クラッチの異常を検出する制御を実行する場合、前記クラッチを接続状態とし、
前記目標操舵角演算部は、前記振動制御量演算部により演算される前記振動制御量を前記目標転舵力に加算した値、および前記転舵側トルクセンサの検出値の総和を、前記基本駆動トルクとすることにより、前記転舵モータにより前記ピニオンシャフトを振動させ、
前記転舵側トルクセンサの検出値に基づいて、前記クラッチが実際に接続状態にあるときの振動が検出できるかどうかによって、前記クラッチの異常を検出する車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールと転舵輪とを機械的に分離した、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている（たとえば特許文献１）。特許文献１の操舵装置は、ステアリングホイールと転舵輪との間を接続あるいは遮断するクラッチと、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である操舵モータ（反力モータ）と、転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータと、を備えている。また、この操舵装置は、ステアリングシャフトにおけるステアリングホイールとクラッチとの間に設けられる操舵側のトルクセンサと、クラッチ、操舵モータ、および転舵モータを制御する制御装置と、を備えている。
【０００３】
制御装置は、クラッチによりステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に遮断されているとき、トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づいて、操舵モータおよび転舵モータの駆動を制御している。これにより、操舵モータによって操舵トルクに基づいた操舵反力がステアリングシャフトに付与されるので、ステアリングホイールを通じて運転者は操舵反力を感じることができる。また、転舵モータにより転舵輪に転舵力が付与されるので、ステアリングホイールの操作によって車両の進行方向を変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７２５１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、制御装置は、クラッチが故障した場合およびイグニッションスイッチを始動した直後などには、クラッチによりステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に接続される。そして、制御装置は、トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づいて転舵モータの駆動を制御することにより、操舵装置を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として作動させる。このとき、ステアリングシャフトに設けられたトルクセンサと転舵モータとの間の距離が離れている上、操舵モータの減速機構などの構成要素が介在しているので、本来検出されるはずのトルク値とは異なるトルク値が検出される。これにより、的確にトルク値を検出できない分、制御装置によるＥＰＳ制御の精度が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、より的確な制御を実行できる車両用制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成しうる車両用制御装置は、運転者により操舵されるステアリングホイールを備えた操舵部と、運転者による前記ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部と、前記操舵部と前記転舵部との間の動力伝達経路を機械的に断接するクラッチと、前記操舵部に設けられて運転者の操舵を検出する操舵側トルクセンサと、前記転舵部に設けられて運転者の操舵を検出する転舵側トルクセンサと、前記クラッチの切断状態において前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力モータと、前記転舵輪を転舵させる転舵モータと、を備えた操舵装置を制御する制御部を有する車両用制御装置であって、前記制御部は、前記クラッチの切断状態において、前記操舵側トルクセンサの検出値に基づいて、前記反力モータおよび前記転舵モータを制御し、前記クラッチの接続状態において、前記転舵側トルクセンサの検出値に基づいて、少なくとも前記転舵モータを制御する。
【０００８】
この構成によれば、クラッチの接続された状態においては、転舵側トルクセンサの検出値に基づいて転舵モータを制御する。
クラッチの接続状態では、転舵モータの転舵力は、転舵部に加えて操舵部にも作用する。この際、仮に操舵側トルクセンサの検出値に基づいて転舵モータを制御しようとすると、操舵側トルクセンサと転舵モータとの間の距離が長いので、転舵部の挙動による影響だけでなく、操舵部の挙動も影響してしまう。
【０００９】
この点、クラッチ接続状態において、操舵側トルクセンサよりもさらに転舵モータに近い位置に設けられている転舵側トルクセンサを用いて転舵モータを制御することができる。このため、より的確に転舵モータを制御できる。
【００１０】
上記の車両用制御装置において、前記操舵部は、前記ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトを有し、前記転舵部は、前記転舵輪に連結された転舵シャフトと、前記転舵シャフトに直交するピニオンシャフトと、を有し、前記クラッチが切断状態から接続状態へ切り替えられたとき、前記ステアリングシャフトと前記ピニオンシャフトとが機械的に連結され、前記操舵側トルクセンサは前記ステアリングシャフトに設けられ、前記転舵側トルクセンサは前記ピニオンシャフトに設けられていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、制御部は、ピニオンシャフトに設けられた転舵側トルクセンサの検出値に基づいて、転舵角のフィードバック制御を実行することにより、転舵モータの駆動を制御する。このとき、より転舵モータに近い位置に設けられた転舵側トルクセンサの検出値に基づいて、より的確にフィードバック制御を実行することができ、より的確に転舵モータを制御できる。
【００１２】
上記の車両用制御装置において、前記制御部は、前記ステアリングホイールに付与される操舵反力を制御する反力制御部、および前記転舵輪に付与される転舵力を制御する転舵制御部を備えていることが好ましい。また、前記反力制御部は、少なくとも前記操舵側トルクセンサの検出値に応じて、前記反力モータを制御するための目標操舵反力を演算する目標操舵反力演算部と、前記操舵側トルクセンサの検出値および前記目標操舵反力の総和である基本駆動トルクに基づいて、前記ステアリングシャフトの目標操舵角を演算する目標操舵角演算部と、前記ステアリングシャフトの実際の操舵角を前記目標操舵角に追従させるべく、前記反力モータを操舵角フィードバック制御する操舵側フィードバック制御部と、を有し、前記転舵制御部は、少なくとも前記転舵側トルクセンサの検出値に応じて、前記転舵モータを制御するための目標転舵力を演算する目標転舵力演算部と、前記転舵側トルクセンサの検出値および前記目標転舵力の総和である基本駆動トルクに基づいて、前記ステアリングシャフトの目標転舵角を演算する目標操舵角演算部と、前記目標操舵角を転舵角に換算した値と、前記目標転舵角のいずれか一方の値を選択する切り替え部と、前記転舵輪の実際の転舵角を、前記切り替え部で選択された値に追従させるべく、前記転舵モータを転舵角フィードバック制御する転舵側フィードバック制御部と、を有していることが好ましい。前記クラッチを切断する場合、前記切り替え部は前記目標操舵角を転舵角に換算した値を選択し、前記クラッチを接続する場合、前記切り替え部は前記目標転舵角を選択することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、クラッチを切断する場合には、切り替え部が目標操舵角を転舵角に換算した値を選択することにより、転舵側フィードバック制御部は実際の転舵角が目標操舵角を転舵角に換算した値に追従するように、転舵モータをフィードバック制御する。すなわち、運転者がステアリング操作することにより生成される、操舵部の操舵側トルクセンサの検出値に基づいて、転舵輪の転舵角を変更することが可能である。これにより、操舵装置をステアバイワイヤとして機能させることができる。
【００１４】
また、クラッチを接続する場合には、切り替え部は目標転舵角を選択することにより、転舵側フィードバック制御部は実際の転舵角が目標転舵角に追従するように、転舵モータをフィードバック制御する。クラッチを接続した状態にすると、運転者のステアリング操作によりピニオンシャフトが回転する。このため、転舵側トルクセンサによってピニオンシャフトに付与される操舵トルクを検出し、検出された値に基づいて、転舵輪の転舵角を変更することが可能である。これにより、操舵装置を電動パワーステアリング装置として機能させることができる。
【００１５】
上記の車両用制御装置において、前記転舵モータに供給される電流値を検出する転舵側電流センサが設けられ、前記転舵制御部は、前記転舵側電流センサにより検出される電流値に基づいて、転舵側目標操舵トルクを演算する目標操舵トルク演算部と、前記転舵側トルクセンサの検出値を、前記目標操舵トルク演算部により演算される転舵側目標操舵トルクに追従させるべく、前記転舵モータをフィードバック制御するトルクフィードバック制御部と、を有しており、前記制御部は、前記クラッチを接続状態から切断状態へと移行させる場合、前記転舵制御部は、前記転舵側フィードバック制御部からの出力値に代えて、前記トルクフィードバック制御部からの出力値に基づいて、前記転舵モータを制御することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、クラッチが接続状態から切断状態へと移行する場合であっても、転舵モータに流れる電流値に基づいて演算される転舵側目標操舵トルクに基づいて、トルクフィードバック制御することにより、的確に転舵モータを制御することができる。
【００１７】
上記の車両用制御装置において、前記制御部は、前記クラッチおよび前記操舵部の一部に異常が発生した場合、前記クラッチを切断状態から接続状態へと移行させ、前記転舵制御部は、前記転舵側トルクセンサの検出値に基づいて演算される前記目標転舵角を用いて、前記転舵角フィードバック制御を実行することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、クラッチおよび操舵部の一部に異常が発生した場合には、操舵側トルクセンサを始めとする操舵部の各構成要素を用いることなく、転舵側トルクセンサの検出値を用いて転舵フィードバック制御を実行する。これにより、異常が発生した箇所を用いることなく、制御を継続することができる。
【００１９】
上記の車両用制御装置において、前記目標転舵力を増減させる振動制御量を演算する振動制御量演算部を備え、前記制御部は、前記クラッチの異常を検出する制御を実行する場合、前記クラッチを接続状態とし、前記目標操舵角演算部は、前記振動制御量演算部により演算される前記振動制御量を前記目標転舵力に加算した値、および前記転舵側トルクセンサの検出値の総和を、前記基本駆動トルクとすることにより、前記転舵モータにより前記ピニオンシャフトを振動させ、前記転舵側トルクセンサの検出値に基づいて、前記クラッチが実際に接続状態にあるときの振動が検出できるかどうかによって、前記クラッチの異常を検出することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、振動制御量演算部によって演算された振動制御量を目標転舵力に加算することにより、転舵モータによりピニオンシャフトに振動を与えることができる。このとき、クラッチが切断状態にあるときと、クラッチが接続状態にあるときとでは、操舵部が転舵部と機械的に連結されているか否かで、転舵側トルクセンサによる振動の検出度合いが変わる。このため、転舵側トルクセンサの検出値に基づいて、クラッチが実際に接続状態にあるのか、あるいは切断状態にあるのかを判定することができ、ひいてはクラッチに異常が発生しているか否かを判定できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の車両用制御装置によれば、より的確な制御を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ステアバイワイヤ方式の操舵装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態の車両用制御装置の制御ブロック図。
【図３】車両用制御装置の制御モードの遷移を示すフローチャート。
【図４】ピニオン角と操舵トルクとの関係を示すグラフ。
【図５】第２実施形態の車両用制御装置の制御ブロック図。
【図６】（ａ），（ｂ）は、警告振動制御量演算部により演算される警告振動制御量の時間変化を示すグラフ。
【図７】警告振動制御量を加算した目標転舵力の時間変化を示すグラフ。
【図８】クラッチの故障判定方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、車両用制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第１実施形態について説明する。
【００２４】
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２を有している。ステアリングシャフト１２におけるステアリングホイール１１と反対側の端部（下端部）には、ピニオンシャフト１３が設けられている。ピニオンシャフト１３の下端部は、第１ラックアンドピニオン機構１４を介して、ピニオンシャフト１３に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１５に連結されている。ピニオンシャフト１３のピニオン歯１３ａが、転舵シャフト１５のラック歯１５ａに噛み合うことにより、第１ラックアンドピニオン機構１４が構成されている。また、転舵シャフト１５の両端には、それぞれタイロッド１６，１６を介して、左右の転舵輪１７，１７に連結されている。したがって、操舵装置１０では、ステアリングシャフト１２の回転運動は、第１ラックアンドピニオン機構１４を介して転舵シャフト１５の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。ステアリングホイール１１の回転操作に伴い転舵シャフト１５が直線運動することにより、転舵輪１７，１７の転舵角θｔが変更される。なお、ステアリングシャフト１２、ピニオンシャフト１３、および転舵シャフト１５は、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力伝達経路として機能する。
【００２５】
＜クラッチ＞
操舵装置１０は、クラッチ２０を有している。クラッチ２０は、ステアリングシャフト１２に設けられている。クラッチ２０としては、たとえば励磁コイルに対する通電によって、断続を行う（接続状態と切断状態とを切り替える）電磁クラッチが採用される。励磁コイルに対して通電されるときクラッチ２０は切断状態となり、励磁コイルに対して通電されないときクラッチ２０は接続状態となる。クラッチ２０が切断されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力伝達経路が機械的に切断される。これに対して、クラッチ２０が接続されるとき、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７との間の動力伝達経路が機械的に連結される。
【００２６】
＜操舵反力を発生させるための構成：反力ユニット＞
操舵装置１０は、操舵反力を生成するための構成として、反力ユニット３０（操舵部）を備えている。操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１１の操作方向と反対方向へ向けて作用する力のことである。この操舵反力をステアリングホイール１１（ステアリングシャフト１２）に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることができる。
【００２７】
反力ユニット３０は、反力モータ３１、減速機構３２、回転角センサ３３、およびトルクセンサ３４（操舵側トルクセンサ）を有している。
反力モータ３１は、操舵反力の発生源である。反力モータ３１としては、たとえば３相のブラシレスモータが採用される。反力モータ３１の回転軸３１ａは、減速機構３２を介して、ステアリングシャフト１２に連結されている。減速機構３２は、ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２０よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。反力モータ３１のトルクがステアリングシャフト１２に付与されることにより、ステアリングホイール１１に操舵反力が付与される。
【００２８】
回転角センサ３３は、反力モータ３１の回転軸３１ａの回転角θｓ０を検出する。反力モータ３１の回転角θｓ０は、操舵角（後述の操舵角θｓ）の演算に使用される。なお、反力モータ３１とステアリングシャフト１２とは、減速機構３２を介して連動する。反力モータ３１の回転角θｓ０と、ステアリングシャフト１２の回転角との間には相関がある。また、ステアリングシャフト１２の回転角とステアリングホイール１１の操舵角との間にも相関がある。このため、操舵角は、回転角センサ３３により検出される回転角θｓ０に基づいて求めることができる。
【００２９】
トルクセンサ３４は、ステアリングシャフト１２における減速機構３２（クラッチ２０）よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられている。トルクセンサ３４は、ステアリングホイール１１が回転操作されることにより、ステアリングシャフト１２に加わる操舵トルクＴｈ１を検出する。
【００３０】
＜転舵力を発生させるための構成：転舵ユニット＞
操舵装置１０は、転舵力を発生させるための構成として、転舵ユニット４０（転舵部）を備えている。転舵力とは、転舵輪１７，１７を転舵させるための動力である。
【００３１】
転舵ユニット４０は、転舵モータ４１、減速機構４２、および回転角センサ４３を有している。
転舵モータ４１は、転舵力の発生源である。転舵モータ４１としては、たとえば３相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ４１の回転軸４１ａは、減速機構４２を介して、ピニオンシャフト４５に連結されている。ピニオンシャフト４５の下端部は、第２ラックアンドピニオン機構４６を介して、ピニオンシャフト４５に対して交わる方向へ延びる転舵シャフト１５に連結されている。ピニオンシャフト４５のピニオン歯４５ａが、転舵シャフト１５のラック歯１５ｂに噛み合うことにより、第２ラックアンドピニオン機構４６が構成されている。転舵モータ４１のトルクがピニオンシャフト４５に付与されることにより、ピニオンシャフト４５が回転運動する。ピニオンシャフト４５の回転運動は、第２ラックアンドピニオン機構４６を介して転舵シャフト１５の軸方向の往復直線運動に変換される。これにより、転舵モータ４１のトルクが、転舵力として、ピニオンシャフト４５を介して転舵シャフト１５に付与される。
【００３２】
また、回転角センサ４３は、転舵モータ４１の回転角θｔ０を検出する。
転舵ユニット４０は、さらにトルクセンサ４７（転舵側トルクセンサ）を有している。トルクセンサ４７は、ピニオンシャフト１３（ステアリングシャフト１２におけるクラッチ２０（減速機構３２）よりも転舵シャフト１５側の部分）に設けられている。トルクセンサ４７は、ステアリングホイール１１が回転操作されることにより、ピニオンシャフト１３に加わる操舵トルクＴｈ２を検出する。なお、クラッチ２０が切断状態にある場合、ステアリングホイール１１とピニオンシャフト１３との間が機械的に切断されてしまうので、ステアリングホイール１１が操作されたとしても、トルクセンサ４７は操舵トルクＴｈ２を検出することができない（操舵トルクＴｈ２がほとんどゼロである）。一方、クラッチ２０が接続状態にある場合、ステアリングホイール１１が操作されたとき、トルクセンサ４７は操舵トルクＴｈ２を検出することができる。
【００３３】
＜制御装置＞
また、操舵装置１０は、制御装置５０を備えている。制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づいて、反力モータ３１、転舵モータ４１、およびクラッチ２０を制御する。各種のセンサとしては、回転角センサ３３、トルクセンサ３４、回転角センサ４３、および車速センサ４８が用いられる。車速センサ４８は、車両に設けられ、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。
【００３４】
制御装置５０は、クラッチ２０を接続する条件が満たされたか否かに基づいて、クラッチ２０の断続を切り替える。クラッチ２０を接続する条件としては、たとえば車両のイグニッションスイッチ４９がオフされていることが挙げられる。なお、制御装置５０には、イグニッションスイッチ４９がＯＮまたはＯＦＦされたことを示す信号が入力される。制御装置５０は、クラッチ２０を切断するとき、クラッチ２０にクラッチ切断指令を出力し、クラッチ２０を接続するとき、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力する。
【００３５】
制御装置５０は、反力モータ３１を制御することにより、操舵トルクＴｈ１に応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。制御装置５０は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖのうち、少なくとも操舵トルクＴｈ１に基づいて、目標操舵反力を演算する。そして、制御装置５０は、演算された目標操舵反力、操舵トルクＴｈ１、および車速Ｖに基づいて、目標操舵角を演算する。制御装置５０は、実際の操舵角θｓを目標操舵角に追従させるべく、操舵角θｓの角度フィードバック制御を実行することにより、操舵角補正量を演算し、当該舵角補正量を目標操舵反力に加算することにより、操舵反力指令値を演算する。制御装置５０は、操舵反力指令値に応じた操舵反力を発生させるために必要とされる電流を反力モータ３１に供給する。
【００３６】
また、制御装置５０は、転舵モータ４１を制御することにより、転舵輪１７，１７を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。制御装置５０は、回転角センサ４３により検出される回転角θｔ０に基づいて、ピニオンシャフト１３の実際の回転角であるピニオン角（ピニオン角θｐ）を演算する。このピニオン角は、転舵輪１７，１７の転舵角θｔを反映する値である。制御装置５０は、目標操舵角を用いて目標ピニオン角を演算する。そして、制御装置５０は、目標ピニオン角と実際のピニオン角との偏差に基づいて、角度フィードバック制御を実行することにより、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御する。
【００３７】
＜制御装置の構成＞
つぎに、制御装置５０の構成について詳しく説明する。
図２に示すように、制御装置５０は、反力制御を実行する反力制御部５０ａ、および転舵制御を実行する転舵制御部５０ｂを有している。
【００３８】
＜反力制御部＞
反力制御部５０ａは、目標操舵反力演算部５１、目標操舵角演算部５２、フィードバック制御部５３、通電制御部５４、操舵角演算部５５、電流センサ５６、および加算器５７，５８を有している。
【００３９】
目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴｈ１に基づいて、ステアリングホイール１１の回転に抗する力である操舵反力の目標値である目標操舵反力Ｔ１＊を演算する。
目標操舵角演算部５２は、目標操舵反力Ｔ１＊および操舵トルクＴｈ１に基づいて、ステアリングホイール１１の目標操舵角θ１＊を演算する。加算器５７は、目標操舵反力Ｔ１＊と操舵トルクＴｈ１との総和である基本駆動トルクＴ１ｂ＊を演算する。目標操舵角演算部５２は、加算器５７により演算された基本駆動トルクＴ１ｂ＊に基づいて理想的な操舵角を定める理想モデルを有している。この理想モデルは、基本駆動トルクＴ１ｂ＊に応じた理想的な転舵角に対応する操舵角（舵角）を予め実験などによりモデル化したものである。目標操舵角演算部５２は、基本駆動トルクＴ１ｂ＊から理想モデルに基づいて、目標操舵角θ１＊を演算する。
【００４０】
操舵角演算部５５は、回転角センサ３３により検出された反力モータ３１の回転角θｓ０に基づいて、ステアリングホイール１１の実際の操舵角θｓを演算する。
フィードバック制御部５３（操舵側フィードバック制御部）は、実際の操舵角θｓを、目標操舵角θ１＊に追従させるべく、操舵角θｓのフィードバック制御を通じて、操舵角補正量Ｔ１ｃ＊を演算する。
【００４１】
加算器５８は、目標操舵反力Ｔ１＊に操舵角補正量Ｔ１ｃ＊を加算することにより、操舵反力指令値Ｔｓ＊を算出する。
通電制御部５４は、操舵反力指令値Ｔｓ＊に応じた電力を反力モータ３１へ供給する。具体的には、通電制御部５４は、操舵反力指令値Ｔｓ＊に基づいて、反力モータ３１に対する電流指令値を演算する。通電制御部５４は、反力モータ３１への給電経路に設けられた電流センサ５６を通じて、反力モータ３１に実際に供給される電流の値である電流値Ｉ１を検出する。通電制御部５４は、電流指令値に、電流センサ５６により検出された反力モータ３１に実際に付与される電流値Ｉ１を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ１との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行する。通電制御部５４は、当該偏差を無くすように反力モータ３１に対する給電を制御することにより、反力モータ３１は操舵反力指令値Ｔｓ＊に応じたトルクを発生させることができる。
【００４２】
＜転舵制御部＞
図２に示すように、転舵制御部５０ｂは、目標転舵力演算部６１、目標転舵角演算部６２、フィードバック制御部６３、通電制御部６４、転舵角演算部６５、電流センサ６６、操舵角転舵角変換部６７、切り替え部６８、目標下流操舵トルク演算部６９、フィードバック制御部７０、加算器７１、および指令値演算部７２を有している。
【００４３】
目標転舵力演算部６１は、操舵トルクＴｈ２に基づいて、転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力の目標値である目標転舵力Ｔ２＊を演算する。
目標転舵角演算部６２は、目標転舵力Ｔ２＊および操舵トルクＴｈ２に基づいて、目標転舵角θ２＊を演算する。加算器７１は、目標転舵力Ｔ２＊と操舵トルクＴｈ２との総和である基本駆動トルクＴ２ｂ＊を演算する。目標転舵角演算部６２は、加算器７１により演算された基本駆動トルクＴ２ｂ＊に基づいて理想的な転舵角を定める理想モデルを有している。この理想モデルは、基本駆動トルクＴ２ｂ＊に応じた理想的な転舵角を予め実験などによりモデル化したものである。目標転舵角演算部６２は、基本駆動トルクＴ２ｂ＊から理想モデルに基づいて、目標転舵角θ２＊を演算する。
【００４４】
操舵角転舵角変換部６７は、反力制御部５０ａの目標操舵角演算部５２により演算された目標操舵角θ１＊を、転舵角に対応した値である目標転舵角θ１ｃ＊に変換する。具体的には、操舵角転舵角変換部６７は、車両の走行状態に応じて操舵角θｓに対する転舵角θｔの比である舵角比を設定し、目標操舵角θ１＊を当該舵角比に応じた目標転舵角に変換するとともに、当該目標転舵角を微分した値である目標転舵角の変化速度に基づいて当該目標転舵角を補正することにより、目標転舵角θ１ｃ＊を演算している。
【００４５】
切り替え部６８は、反力制御部５０ａ（操舵角転舵角変換部６７）により演算される目標転舵角θ１ｃ＊および転舵制御部５０ｂ（目標転舵角演算部６２）により演算される目標転舵角θ２＊のいずれか一方を選択して出力する。たとえば、切り替え部６８は、クラッチ２０が接続状態にある場合には目標転舵角θ２＊を出力し、クラッチ２０が切断状態にある場合には目標転舵角θ１ｃ＊を出力する。クラッチ２０が接続状態にある場合、より転舵モータ４１に近いトルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２を用いる方が好ましいと考えられるためである。
【００４６】
転舵角演算部６５は、回転角センサ４３により検出された転舵モータ４１の回転角θｔ０に基づいて、転舵輪１７，１７の実際の転舵角θｔを算出する。
フィードバック制御部６３（転舵側フィードバック制御部）は、実際の転舵角θｔを、目標転舵角θ２＊あるいは目標転舵角θ１ｃ＊に追従させるべく、転舵角θｔのフィードバック制御を通じて、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊を演算する。
【００４７】
電流センサ６６は、転舵モータ４１への給電経路に設けられている。電流センサ６６は、転舵モータ４１を流れる電流値Ｉ２を検出する。
つぎに、目標下流操舵トルク演算部６９（目標操舵トルク演算部）は、電流センサ６６により検出される転舵モータ４１を流れる電流値Ｉ２に基づいて、ピニオンシャフト１３に付与される操舵トルクの目標値である目標下流操舵トルクＴｈ２＊を演算する。より詳しくは、目標下流操舵トルク演算部６９は、転舵モータ４１を流れる電流値Ｉ２に予め定められたゲインを乗算することにより、転舵シャフト１５（転舵輪１７，１７）に作用する実際の軸力（推定軸力）を演算し、当該軸力に基づいて目標下流操舵トルクＴｈ２＊を演算する。
【００４８】
フィードバック制御部７０は、実際の操舵トルクＴｈ２を、目標下流操舵トルクＴｈ２＊に追従させるべく、操舵トルクＴｈ２のフィードバック制御を通じて、下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を演算する。
【００４９】
指令値演算部７２は、フィードバック制御部６３により演算される転舵力補正量Ｔ２ｃ＊、目標転舵力演算部６１により演算される目標転舵力Ｔ２＊、およびフィードバック制御部７０により演算される下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を取り込む。指令値演算部７２は、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊、目標転舵力Ｔ２＊、および下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊のうち少なくとも１つを用いて、転舵指令値Ｔｔ＊を演算する。指令値演算部７２は、制御装置５０が実行する各種の制御モードに応じて、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊、目標転舵力Ｔ２＊、および下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊のいずれを用いて制御を行うかを決定する。
【００５０】
通電制御部６４は、転舵指令値Ｔｔ＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。具体的には、通電制御部６４は、転舵指令値Ｔｔ＊に基づいて、転舵モータ４１に対する電流指令値を演算する。通電制御部６４は、転舵モータ４１への給電経路に設けられた電流センサ６６を通じて、転舵モータ４１に実際に供給される電流の値である電流値Ｉ２を検出する。通電制御部６４は、電流指令値に、電流センサ６６により検出された電流値Ｉ２を追従させるべく、電流指令値と電流値Ｉ２との偏差に基づく電流フィードバック制御を実行する。通電制御部６４は、当該偏差を無くすように転舵モータ４１に対する給電を制御することにより、転舵モータ４１は転舵指令値Ｔｔ＊に応じたトルクを発生させることができる。これにより、運転者のステアリングホイール１１の操作に応じて、転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生できる。
【００５１】
＜制御装置５０の制御モード＞
制御装置５０は、各種の制御モードを実行することにより、操舵装置１０を各種の制御モードで駆動させる。各種の制御モードとしては、ＳＢＷ（ステアバイワイヤ）モード、ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）モード、クラッチ切断モード、バックアップモード、および保護モードが挙げられる。制御装置５０がＳＢＷモードを実行するとき、クラッチ２０を切断することにより、操舵装置１０を、ステアリングホイール１１と転舵輪１７，１７とを機械的に分離したステアバイワイヤとして機能させる。制御装置５０がＥＰＳモードを実行するとき、クラッチ２０を接続した状態で、操舵装置１０を、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置として機能させる。制御装置５０は、クラッチ２０を接続状態から切断状態へと移行する際、クラッチ切断モードを実行する。制御装置５０は、反力ユニット３０およびクラッチ２０などの構成要素の一部が故障したとき、バックアップモードを実行する。制御装置５０がバックアップモードを実行するとき、クラッチ２０を接続させた状態で操舵装置１０の制御を継続する。また、制御装置５０は、反力ユニット３０およびクラッチ２０などの構成要素の一部は故障していないものの、操舵装置１０（たとえば反力モータ３１および転舵モータ４１など）が過熱している場合などには、保護モードを実行する。制御装置５０が保護モードを実行するとき、クラッチ２０を一時的に接続させた状態で、操舵装置１０の制御を継続する。
【００５２】
＜制御状態の遷移＞
つぎに、制御装置５０の制御状態（制御モード）の遷移の一例について、図３を用いて説明する。
【００５３】
図３のフローチャートに示すように、イグニッションスイッチ４９がＯＮされると、制御装置５０はイニシャルチェックを実行するとともに（ステップＳ１）、ＥＰＳモードを実行する（ステップＳ２）。
【００５４】
続いて、制御装置５０は、クラッチ２０にクラッチ切断指令を出力し（ステップＳ３）、クラッチ切断モードを実行し（ステップＳ４）、クラッチ２０が切断されたか否かを判定する（ステップＳ５）。制御装置５０は、その制御態様をＳＢＷモードに移行させるべく、まずはクラッチ２０にクラッチ切断指令を出力することにより、クラッチ２０を接続状態から切断状態へと移行させる。クラッチ２０を接続状態から切断状態へと移行させる遷移期間においては、制御装置５０は、クラッチ切断モードを実行することにより、角度フィードバック制御ではなく、転舵側の操舵トルクを用いたトルクフィードバックを用いることで、誤って急激に過大なトルクが付与されることを抑制している。
【００５５】
つぎに、制御装置５０は、クラッチ２０が切断された旨判定できない場合（ステップＳ５のＮＯ）、クラッチ切断モードを実行し続ける（ステップＳ４）。
制御装置５０は、クラッチ２０が切断された旨判定できる場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、ＳＢＷモードを実行し（ステップＳ６）、保護モードに移行するか否かを判定する（ステップＳ７）。クラッチ２０が切断された場合には、制御装置５０をＳＢＷモードで実行できるためである。
【００５６】
制御装置５０は、保護モードに移行する旨判定した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力するとともに（ステップＳ１０）、保護モードを実行し（ステップＳ１１）、クラッチ２０が接続されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５７】
制御装置５０は、クラッチ２０が接続されていない旨判定すると（ステップＳ１２のＮＯ）、保護モードを実行し続ける（ステップＳ１１）。
制御装置５０は、クラッチ２０が接続されている旨判定される場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ＥＰＳモードを実行し（ステップＳ１３）、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされたか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００５８】
制御装置５０は、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされていない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、ＥＰＳモードを実行し続け（ステップＳ１３）、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされた場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力し（ステップＳ１５）、処理を終了する。
【００５９】
また、制御装置５０は、保護モードに移行する旨判定されない場合（ステップＳ７のＮＯ）、バックアップモードに移行するか否かを判定する（ステップＳ２０）。
つぎに、制御装置５０は、バックアップモードに移行する旨判定する場合（ステップＳ２０のＹＥＳ）、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力するとともに（ステップＳ２１）、バックアップモードを実行し（ステップＳ２２）、クラッチ２０が接続されたか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【００６０】
制御装置５０は、クラッチ２０が接続された旨判定されない場合（ステップＳ２３のＮＯ）、バックアップモードを実行し続ける（ステップＳ２２）。
制御装置５０は、クラッチ２０が接続された旨判定される場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、ＥＰＳモードを実行し（ステップＳ２４）、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされたか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【００６１】
制御装置５０は、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされていない場合（ステップＳ２５のＮＯ）、ＥＰＳモードを実行し続け（ステップＳ２４）、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされている場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力し（ステップＳ２６）、処理を終了する。
【００６２】
また、制御装置５０は、バックアップモードに移行する旨判定されない場合（ステップＳ２０のＮＯ）、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされたか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００６３】
制御装置５０は、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされていない場合（ステップＳ３０のＮＯ）、ＳＢＷモードの実行を継続する（ステップＳ５）。
一方、制御装置５０は、イグニッションスイッチ４９がＯＦＦされている場合（ステップＳ３０のＹＥＳ）、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力し（ステップＳ３１）、ＥＰＳモードを実行し（ステップＳ３２）、処理を終了する。
【００６４】
以上で全ての処理を終了する。
つぎに、制御装置５０が各制御モードを実行するときの制御装置５０の動作態様について図１および図２を用いて、説明する。
【００６５】
＜ＳＢＷモード＞
図１および図２に示すように、制御装置５０がＳＢＷモードを実行するとき、クラッチ２０を切断状態にするために、クラッチ２０にクラッチ切断指令を出力する。ＳＢＷモード中、制御装置５０の切り替え部６８は、操舵角転舵角変換部６７により演算される目標転舵角θ１ｃ＊を選択して出力する。また、フィードバック制御部６３は、実際の転舵角θｔを目標転舵角θ１ｃ＊に追従させるべく、フィードバック制御を行うことにより、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊を演算する。指令値演算部７２は、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊を転舵指令値Ｔｔ＊として演算する。通電制御部６４は、転舵指令値Ｔｔ＊（転舵力補正量Ｔ２ｃ＊）に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。これにより、よりステアリングホイール１１に近いトルクセンサ３４により検出される操舵トルクＴｈ１に基づいて、運転者のステアリング操作に応じた転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生させることができる。
【００６６】
＜ＥＰＳモード＞
制御装置５０がＥＰＳモードを実行するとき、制御装置５０の切り替え部６８は、目標転舵角演算部６２により演算される目標転舵角θ２＊を選択して出力する。フィードバック制御部６３は、実際の転舵角θｔを目標転舵角θ２＊に追従させるべく、フィードバック制御を行うことにより、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊を演算する。指令値演算部７２は、フィードバック制御部６３により演算される転舵力補正量Ｔ２ｃ＊、および目標転舵力演算部６１により演算される目標転舵力Ｔ２＊の総和を転舵指令値Ｔｔ＊として演算する。通電制御部６４は、転舵指令値Ｔｔ＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。これにより、より転舵モータ４１に近いトルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２に基づいて、運転者のステアリング操作に応じた転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生させることができる。
【００６７】
＜クラッチ切断モード＞
制御装置５０がクラッチ切断モードを実行するときは、たとえばイニシャルチェック後、ＥＰＳモードからＳＢＷモードへと切り替えるときである。このとき、制御装置５０がＥＰＳモードを実行するときには（イニシャルチェック後には）、クラッチ２０が接続状態にあるので、クラッチ２０を接続状態から切断状態へと移行させるべく、クラッチ２０にクラッチ切断指令を出力する。そして、クラッチ２０が接続状態になったことが確認されると、制御装置５０は、クラッチ切断モードの実行を終了し、ＳＢＷモードの実行に移行する。制御装置５０は、クラッチ切断モードを実行するとき、指令値演算部７２は、フィードバック制御部７０により演算される下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を、転舵指令値Ｔｔ＊として演算する。通電制御部６４は、転舵指令値Ｔｔ＊に応じた電力を転舵モータ４１へ供給する。これにより、転舵モータ４１の電流値Ｉ２に基づいて設定された下流操舵トルク指令値Ｔｈ２ｃ＊を用いて、クラッチ２０が接続状態から切断状態に移行する間においても、より的確に運転者のステアリング操作に応じた転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生させることができる。
【００６８】
なお、ＥＰＳモードでは、特に反力ユニット３０などに故障は発生していないので、転舵モータ４１に加えて反力モータ３１を制御することにより、運転者のステアリング操作に応じた転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生させるようにしてもよい。このとき、反力モータ３１は、転舵モータ４１の駆動を補償することにより、より好適な操舵特性を得るために制御されている。
【００６９】
＜バックアップモード＞
たとえば反力ユニット３０が故障した場合には、制御装置５０は、バックアップモードを実行することにより、操舵装置１０をＥＰＳとして機能させる。この場合、反力ユニット３０が故障しているため、クラッチ２０を接続させた状態で、転舵モータ４１のみを用いて運転者のステアリング操作を補助するアシスト力を発生させるアシスト力演算部として機能する。アシスト力演算部としての目標転舵力演算部６１は、操舵トルクＴｈ２および車速Ｖに基づいて、アシスト力の基本成分としての目標転舵力Ｔ２＊を演算する。この場合の目標転舵力演算部６１は、操舵トルクＴｈ２の絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、目標転舵力Ｔ２＊の絶対値をより大きな値に設定する。また、制御装置５０の切り替え部６８は、目標転舵角演算部６２により演算される目標転舵角θ２＊を選択して出力する。フィードバック制御部６３は、実際の転舵角θｔを目標転舵角θ２＊に追従させるべく、フィードバック制御を行うことにより、転舵力補正量Ｔ２ｃ＊を演算する。指令値演算部７２は、フィードバック制御部６３により演算される転舵力補正量Ｔ２ｃ＊を転舵指令値Ｔｔ＊として演算する。これにより、操舵装置１０の一部が故障した場合であっても、より転舵モータ４１に近いトルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２に基づいて、運転者のステアリング操作に応じた転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生させることができる。
【００７０】
＜保護モード＞
操舵装置１０が過熱している場合には、制御装置５０は、操舵装置１０を過熱から保護するために保護モードを実行することにより、操舵装置１０をＥＰＳとして機能させる。また、保護モードはバックアップモードとも類似しているが、保護モードの場合には構成要素の一部が故障していないので、全ての構成要素を用いて制御を実行することができる。このため、制御装置５０が保護モードを実行するときは、操舵トルクＴｈ２に基づいて、転舵モータ４１に加えて反力モータ３１を制御することにより、運転者のステアリング操作に応じた転舵輪１７，１７を転舵させる転舵力を発生させる。このとき、反力モータ３１は、転舵モータ４１の駆動を補償することにより、より好適な操舵特性を得るために制御されている。一例としては、制御装置５０の転舵制御部５０ｂによって操舵トルクＴｈ２に基づいた転舵制御が実行され、反力制御部５０ａによって転舵制御の補償制御を行うことにより、より好ましい転舵力（アシスト力）を付与する。なお、操舵装置１０を過熱から保護するために、過熱制限の範囲内で転舵モータ４１および反力モータ３１を制御することが好ましい。
【００７１】
＜本実施形態の作用および効果＞
（１）まず、比較例として、転舵ユニット４０側にトルクセンサ４７が設けられず、反力ユニット３０側に設けられたトルクセンサ３４により検出された操舵トルクＴｈ１に基づいて、転舵モータ４１を制御する場合について説明する。
【００７２】
たとえば、制御装置５０がＥＰＳモードおよび保護モードなどを実行している場合、クラッチ２０を接続状態としてから、トルクセンサ３４により検出される操舵トルクＴｈ１に基づいて、転舵モータ４１の駆動を制御している。しかし、クラッチ２０を接続状態とすると、トルクセンサ３４と転舵モータ４１との間に、減速機構３２を始めとする各種の構成要素が介在してしまう。これにより、この減速機構３２を始めとする各種の構成要素が摩擦となって、本来検出されるはずのトルクセンサ３４の検出値と異なる値が検出されてしまい、的確にフィードバック制御を行うことができず、転舵モータ４１を的確に制御することができなかった。すなわち、転舵ユニット４０側の各構成要素の挙動だけでなく、反力ユニット３０側の各構成要素の挙動も影響してしまうため、転舵モータ４１を的確に制御することができなかった。また、トルクセンサ３４と転舵モータ４１との間の距離が離れていることも、トルクセンサ３４の検出値が、本来検出されるはずの検出値と異なる値となりやすい要因である。
【００７３】
これに対し、本実施形態では、転舵ユニット４０側にトルクセンサ４７が設けられている。このため、制御装置５０がＥＰＳモードや保護モードなどを実行している場合、クラッチ２０を接続状態としたとき、トルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２に基づいて転舵モータ４１の駆動を制御できる。トルクセンサ４７はピニオンシャフト１３に設けられているので、トルクセンサ４７と転舵モータ４１との間に減速機構３２が介在しない分、摩擦は小さくなる。また、トルクセンサ４７と転舵モータ４１との間の距離は、トルクセンサ３４と転舵モータ４１との間の距離よりも短くなる。このため、運転者のステアリング操作に応じて、本来検出されるはずのトルクセンサ４７の検出値に近い値を検出することができるので、的確にフィードバック制御を実行することができ、ひいては転舵モータ４１を的確に制御することができる。これにより、より高い精度で転舵モータ４１の駆動を制御できる。
【００７４】
（２）制御装置５０がＥＰＳモードおよび保護モードを実行するときには、クラッチ２０を接続状態にすることにより、転舵モータ４１により駆動させる部分の摩擦が増加してしまう。これは、クラッチ２０が切断状態である場合、転舵モータ４１は、その転舵力によって転舵ユニット４０を駆動させればよかったのに対し、クラッチ２０が接続状態である場合は、転舵モータ４１は、その転舵力によって、転舵ユニット４０に加えて、減速機構３２を含む反力ユニット３０を駆動させる必要がある。
【００７５】
たとえば、図４にはＳＢＷモードおよびＥＰＳモードでの操舵特性が示されている。ＳＢＷモードの操舵特性は図４に実線で示され、ＥＰＳモードの操舵特性は図４に破線で示されている。ＳＢＷモードおよびＥＰＳモードの操舵特性は、ピニオンシャフト１３（ステアリングホイール１１）の中立位置（ピニオン角θｐ＝０）を基準とする切り込み操舵時には、ピニオン角θｐと同方向へ向けて検出される操舵トルクＴｈ１，Ｔｈ２が増加する。これに対し、切り戻し操舵時には、ピニオン角θｐと反対方向へ向けて検出される操舵トルクＴｈ１，Ｔｈ２が増加する。ＥＰＳモードでの操舵特性は、ＳＢＷモードでの操舵特性に対してヒステリシス差が大きい。これは、ＥＰＳモードの場合には、転舵ユニット４０に加えて反力ユニットを駆動させる分、摩擦が大きくなるためである。
【００７６】
このため、ＥＰＳモードの場合には、転舵モータ４１に加えて反力モータ３１を用いて補償制御を行うことにより、この摩擦分を補償している。これにより、ＥＰＳモードの場合であっても、摩擦の影響が少ない状態でステアリング操作を行うことができる。
【００７７】
（３）クラッチ２０が接続状態から切断状態へと移行する場合には、クラッチ２０が切断状態になった瞬間、ステアリングシャフト１２およびピニオンシャフト１３はそれぞれ別個に回転するので、角度フィードバック制御が的確に行えないおそれがある。クラッチ２０が接続状態にある場合は、ステアリングシャフト１２の回転量とピニオンシャフト１３の回転量はほとんど同じであったのに対し、クラッチ２０が切断状態にある場合は、ステアリングシャフト１２の回転量とピニオンシャフト１３の回転量とは異なるものとなるためである。また、クラッチ２０が切断状態となった瞬間、ステアリングシャフト１２あるいはピニオンシャフト１３にトルク力が作用していると、これらのシャフトの角度が急激に変わってしまうおそれがある。
【００７８】
この点、本実施形態では、クラッチ２０が接続状態から切断状態へと移行する場合には、制御装置５０がクラッチ切断モードを実行することにより、転舵モータ４１の電流値Ｉ２から演算される目標下流操舵トルクＴｈ２＊に基づいて、トルクフィードバック制御を行っている。これにより、クラッチ２０が接続状態から切断状態へと移行する場合であっても、的確に転舵モータ４１を制御できる。
【００７９】
＜第２実施形態＞
つぎに、車両用制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第２実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。なお、第２実施形態の制御装置５０は、クラッチ２０の故障（異常）判定を実行する機能を有している。
【００８０】
＜クラッチ２０の故障判定を行うための構成＞
図５に示すように、制御装置５０には、警告振動制御量演算部７３および加算器７４が設けられている。警告振動制御量演算部７３は、クラッチ２０の故障判定を実行する際、目標転舵力演算部６１で演算される目標転舵力Ｔ２＊を、本来出力される目標転舵力Ｔ２＊に対して増減（振動）させるべく、警告振動制御量Ｔｗ＊を演算する。加算器７４は、目標転舵力演算部６１により演算される目標転舵力Ｔ２＊に、警告振動制御量演算部７３により演算される警告振動制御量Ｔｗ＊を加算することにより、目標転舵力Ｔ２ｗ＊を演算する。加算器７１は、加算器７４により演算される目標転舵力Ｔ２ｗ＊およびトルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２の総和である基本駆動トルクＴ２ｂ＊を演算する。
【００８１】
これにより、転舵モータ４１に対する給電量が、警告振動制御量Ｔｗ＊の変動に対応して増減するので、転舵モータ４１の回転軸４１ａは振動する。また、転舵モータ４１の回転軸４１ａが振動することにより、ピニオンシャフト１３も振動する（警告振動）。
【００８２】
一方、警告振動制御量演算部７３は、クラッチ２０の故障判定を実行しない場合、警告振動制御量Ｔｗ＊は演算しない。このため、加算器７４は、目標転舵力Ｔ２＊を目標転舵力Ｔ２ｗ＊として出力する。これにより、加算器７１は、目標転舵力Ｔ２＊および操舵トルクＴｈ２の総和である基本駆動トルクＴ２ｂ＊を演算する。
【００８３】
トルクセンサ４７は、ピニオンシャフト１３に加わる操舵トルクＴｈ２を検出する。このため、クラッチ２０が接続状態にあるとき、トルクセンサ４７は、運転者のステアリング操作により発生する操舵トルクのみならず、転舵モータ４１が振動することにより発生するトルク分も重畳した状態の操舵トルクＴｈ２を検出する。また、クラッチ２０が切断状態にあるとき、トルクセンサ４７は、転舵モータ４１が振動することにより発生するトルクに対応した操舵トルクＴｈ２を検出する。
【００８４】
制御装置５０は、クラッチ２０を接続状態にした場合に、転舵モータ４１で発生した警告振動がステアリングホイール１１（反力ユニット３０）まで伝達されているか否かに基づいて、クラッチ２０が故障しているか否かを判定する。具体的には、制御装置５０は、トルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２中の警告振動の成分に基づいて、クラッチ２０が故障しているか否かを判定する。制御装置５０は、クラッチ２０が切断状態にあることによりピニオンシャフト１３が振動する際の摩擦がより小さい状態で発生した操舵トルクＴｈ２であるか、クラッチ２０が接続状態にあることによりピニオンシャフト１３が振動する際の摩擦がより大きい状態で発生した操舵トルクＴｈ２であるかを判定する。ここで、クラッチ２０が接続状態にあるときには、ピニオンシャフト１３とステアリングシャフト１２とが機械的に連結されるので、ステアリングシャフト１２および減速機構３２などの構成要素が摩擦となる分、本来検出されるはずの操舵トルクよりも小さな操舵トルクしか検出できなくなる。これに対し、クラッチ２０が切断状態にあるときには、ピニオンシャフト１３とステアリングシャフト１２との間が遮断されているので、ステアリングシャフト１２および減速機構３２などの構成要素が摩擦とならないので、クラッチ２０が接続状態にあるときの操舵トルクよりも大きな操舵トルクを検出できる。このため、制御装置５０は、転舵ユニット４０側に設けられたトルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２に基づいて、クラッチ２０が実際に接続状態にあるのか、あるいは切断状態にあるのかを判定することができる。クラッチ２０の故障判定は、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力することにより、クラッチ２０を接続状態にしようとした状態で行っているので、制御装置５０によりクラッチ２０が実際に接続状態にあると判定されれば、クラッチ２０は正常であると判定できる。また、クラッチ２０が実際には切断状態にあると判定されれば、クラッチ２０は故障していると判定できる。
【００８５】
＜警告振動＞
図６（ａ）に示すように、警告振動制御量演算部７３は、クラッチ２０の故障判定を実行する際、時間の経過に応じて正負に正弦波状に変動する警告振動制御量Ｔｗ＊を演算する。なお、警告振動制御量Ｔｗ＊の絶対値は、目標転舵力Ｔ２＊の絶対値に対して小さいことが好ましい。
【００８６】
図７に示すように、加算器７４により演算された目標転舵力Ｔ２ｗ＊は、時間の経過に応じて、クラッチ２０の故障判定を実行しないときの目標転舵力Ｔ２＊に対して、警告振動制御量Ｔｗ＊の分だけ増減している。図７の実線は、クラッチ２０の故障判定を実行しているときの目標転舵力Ｔ２ｗ＊を示しており、図７の破線は、クラッチ２０の故障判定を実行しないときの目標転舵力Ｔ２＊を示している。このように、警告振動制御量Ｔｗ＊分だけ目標転舵力Ｔ２ｗ＊は増減するので、転舵モータ４１に対する給電量も増減することとなり、転舵モータ４１の回転軸４１ａは振動する（警告振動）。
【００８７】
＜クラッチの故障判定＞
図８のフローチャートに示すように、制御装置５０は、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力し（ステップＳ１０１）、転舵モータ４１を通じて警告振動を発生させる（ステップＳ１０２）。
【００８８】
つぎに、制御装置５０は、警告振動に対応した振動がトルクセンサ４７によって検出できるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。この場合、制御装置５０がクラッチ２０にクラッチ接続指令を出力したことにより、クラッチ２０が正常であればクラッチ２０は接続状態にあるはずである。トルクセンサ４７によって検出される操舵トルクＴｈ２における警告振動の成分は、クラッチ２０が接続状態にあるときと、クラッチ２０が切断状態にあるときとで異なる。このため、トルクセンサ４７の検出値に基づいて、クラッチ２０が故障しているか否かを判定できる。
【００８９】
制御装置５０は、警告振動に対応した振動がトルクセンサ４７によって検出できる場合（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、クラッチ２０は正常である旨判定する（ステップＳ１０４）。
【００９０】
これに対し、制御装置５０は、警告振動に対応した振動がトルクセンサ４７によって検出できない場合（ステップＳ１０３のＮＯ）、クラッチ２０が故障している旨判定する（ステップＳ１０５）。クラッチ２０を接続状態にするべく、クラッチ２０にクラッチ接続指令を出力したにも関わらず、クラッチ２０が実際には切断状態にあるために、操舵トルクＴｈ２における警告振動に対応した成分がトルクセンサ４７によって十分に検出できなかったものと考えられる。このため、制御装置５０は、クラッチ２０が故障あるいは異常が発生しているものと判定する。
【００９１】
以上で全ての処理を終了する。
＜本実施形態の作用および効果＞
（４）クラッチ２０を接続状態にするとき、警告振動制御量演算部７３から出力される警告振動制御量Ｔｗ＊を増減させることにより、転舵モータ４１に警告振動を発生させる。クラッチ２０が実際に接続状態であるか、あるいは切断状態であるかによって、トルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２に含まれる警告振動の成分は異なる。クラッチ２０が切断状態にある場合には、トルクセンサ４７の操舵トルクＴｈ２が警告振動に応じた値を示すためである。このため、制御装置５０は、トルクセンサ４７により検出された操舵トルクＴｈ２に基づいて、クラッチ２０が実際には接続状態にあると判定されるのであれば、クラッチ２０は正常であると判定できるし、クラッチ２０が実際には切断状態にあると判定されるのであれば、クラッチ２０が故障しているものと判定できる。
【００９２】
この点、比較例として、従来のクラッチ２０の故障検出方法では、クラッチ２０を接続状態にした場合、運転者がステアリング操作をしているときに、セルフアライニングトルクによって操舵角が変化するか否かに基づいて、クラッチ２０が故障しているか否かを判定していた。具体的には、クラッチ２０が実際に接続状態にあるならば、運転者がステアリング操作をしているのでセルフアライニングトルクによって操舵角が中立へ向けて変化しないはずである。これに対し、クラッチ２０が実際には切断状態にあるならば、運転者がステアリング操作をしている場合であっても、セルフアライニングトルクによって転舵側のピニオンシャフト１３の回転角は中立へ向けて変化するはずである。そして、セルフアライニングトルクによって生じる変化を反力ユニット３０側の各種のセンサ（たとえば舵角センサなど）を用いて検出することにより、クラッチ２０が故障しているか否か検出していた。
【００９３】
しかし、クラッチ２０が故障している場合には、クラッチ２０のみならず、反力ユニット３０全体が故障している場合もある。このような場合には、反力ユニット３０に設けられたトルクセンサ３４を始めとする各センサを用いることはできない。この点、本実施形態では、転舵ユニット４０側に設けられたトルクセンサ４７を用いて、クラッチ２０の故障を検出している。このため、仮にクラッチ２０が故障していて、反力ユニット３０も故障が発生している場合であっても、転舵ユニット４０に設けられたトルクセンサ４７には影響が発生しにくい分、より確実にクラッチ２０の故障を検出することができる。
【００９４】
（５）ステアリングシャフト１２およびピニオンシャフト１３の中立位置では、すなわち車両が直進走行している場合には、セルフアライニングトルクが発生しないので、単に転舵ユニット４０にトルクセンサ４７を設けるだけではクラッチ２０の故障を検出できない。車両が直進走行している場合には、セルフアライニングトルクによってピニオンシャフト１３の回転角が中立へ向けて変化しないためである。
【００９５】
この点、本実施形態では、クラッチ２０の故障判定を行う際に、警告振動を発生させているので、ピニオンシャフト１３の回転角が中立にあるときであっても、トルクセンサ４７により検出される操舵トルクＴｈ２に基づいて、クラッチ２０の故障を検出することができる。
【００９６】
なお、各実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・図６（ｂ）に示すように、第２実施形態では、警告振動制御量演算部７３は、クラッチ２０の故障判定を実行する際、時間の経過に応じて正負に矩形波状に変動する警告振動制御量Ｔｗ＊を演算してもよい。
【００９７】
・第２実施形態において、警告振動制御量Ｔｗ＊の絶対値は、目標転舵力Ｔ２＊の絶対値よりも小さいとしたが、これに限らない。たとえば、警告振動制御量Ｔｗ＊の絶対値は、目標転舵力Ｔ２＊の絶対値と同程度としてもよいし、大きくしてもよい。この場合、クラッチ２０が故障しているか否かに基づいてステアリングホイール１１に警告振動が伝達されるので、運転者は当該振動に基づいて、クラッチ２０が故障しているか否かを把握することができる。ただし、この場合であっても、警告振動によって、運転者のステアリング操作を妨げないようにすることや、ステアリング操作への影響がより小さい状況であることが好ましい。
【００９８】
・指令値演算部７２は、目標転舵力演算部６１により演算された目標転舵力Ｔ２＊を選択的に取り込んだがこれに限らない。たとえば、指令値演算部７２は、加算器７１により演算された基本駆動トルクＴ２ｂ＊を取り込むようにしてもよい。
【００９９】
・目標操舵角θ１＊を目標転舵角θ１ｃ＊に変換するための経路、すなわち操舵角転舵角変換部６７にバンドエリミネートフィルタを設けてもよい。これにより、より好ましい操舵特性を得ることができる。
【０１００】
・各実施形態では、目標操舵反力演算部５１は、操舵トルクＴｈ１に基づいて目標操舵反力Ｔ１＊を演算したが、操舵トルクＴｈ１に加えて車速Ｖに基づいて、目標操舵反力Ｔ１＊を演算してもよい。
【０１０１】
・各実施形態では、目標転舵力演算部６１は、操舵トルクＴｈ２に基づいて目標転舵力Ｔ２＊を演算したが、操舵トルクＴｈ２に加えて車速Ｖに基づいて、目標転舵力Ｔ２＊を演算してもよい。
【０１０２】
・各実施形態では、トルクセンサ３４は、ステアリングシャフト１２における減速機構３２よりもステアリングホイール１１側の部分に設けられたが、ステアリングシャフト１２における減速機構３２よりもステアリングホイール１１の反対側の部分に設けられてもよい。すなわち、トルクセンサ３４は、反力ユニット３０側に設けられるのであれば、どこに設けられてもよい。
【０１０３】
・トルクセンサ４７はピニオンシャフト１３に設けられたが、転舵ユニット４０側に設けられるのであればどこに設けられてもよい。
・各実施形態では、制御装置５０における操舵角転舵角変換部６７を割愛した構成を採用してもよい。この場合、目標操舵角演算部５２により演算される目標操舵角θ１＊がそのまま目標転舵角θ１ｃ＊として使用される。そのため、ステアリングホイール１１が操作されると、その操作分だけ転舵輪１７，１７が転舵する。
【０１０４】
・各実施形態では、転舵モータ４１の回転力を、第２ラックアンドピニオン機構４６を介して転舵シャフト１５に伝達したが、これに限らない。すなわち、転舵モータ４１の回転力を転舵シャフト１５に伝達できるのであれば、どのようなものであってもよい。たとえば、転舵シャフト１５と同軸上に転舵モータ４１を配置してもよいし、転舵シャフト１５に対して平行に転舵モータ４１を配置するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…操舵装置、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンシャフト、１３ａ…ピニオン歯、１４…第１ラックアンドピニオン機構、１５…転舵シャフト、１５ａ，１５ｂ…ラック歯、１６…タイロッド、１７…転舵輪、２０…クラッチ、３０…反力ユニット（操舵部）、３１…反力モータ、３１ａ…回転軸、３２…減速機構、３３…回転角センサ、３４…トルクセンサ（操舵側トルクセンサ）、４０…転舵ユニット（転舵部）、４１…転舵モータ、４１ａ…回転軸、４２…減速機構、４３…回転角センサ、４５…ピニオンシャフト、４５ａ…ピニオン歯、４６…第２ラックアンドピニオン機構、４７…トルクセンサ（転舵側トルクセンサ）、４８…車速センサ、４９…イグニッションスイッチ、５０…制御装置、５０ａ…反力制御部、５０ｂ…転舵制御部、５１…目標操舵反力演算部、５２…目標操舵角演算部、５３…フィードバック制御部（操舵側フィードバック制御部）、５４…通電制御部、５５…操舵角演算部、５６…電流センサ、５７…加算器、５８…加算器、６１…目標転舵力演算部、６２…目標転舵角演算部、６３…フィードバック制御部（転舵側フィードバック制御部）、６４…通電制御部、６５…転舵角演算部、６６…電流センサ、６７…操舵角転舵角変換部、６８…切り替え部、６９…目標下流操舵トルク演算部（目標操舵トルク演算部）、７０…フィードバック制御部、７１，７４…加算器、７２…指令値演算部、７３…警告振動制御量演算部、Ｖ…車速、θｓ…操舵角、θｔ…転舵角、Ｉ１，Ｉ２…電流値、Ｔｈ１，Ｔｈ２…操舵トルク、θ１＊…目標操舵角、θ２＊…目標転舵角、θｓ０、θｔ０…回転角、Ｔ１＊…目標操舵反力、Ｔ２＊…目標転舵力、Ｔｓ＊…操舵反力指令値、Ｔｔ＊…転舵指令値、Ｔｗ＊…警告振動制御量、θ１ｃ＊…目標転舵角、Ｔ１ｂ＊，Ｔ２ｂ＊…基本駆動トルク、Ｔ１ｃ＊…操舵角補正量、Ｔ２ｃ＊…転舵角補正量、Ｔ２ｗ＊…目標転舵力、Ｔｈ２＊…目標下流操舵トルク、Ｔｈ２ｃ＊…下流操舵トルク指令値。
【図１】
2019069666.tif 000003
【図２】
2019069666.tif 000004
【図３】
2019069666.tif 000005
【図４】
2019069666.tif 000006
【図５】
2019069666.tif 000007
【図６】
2019069666.tif 000008
【図７】
2019069666.tif 000009
【図８】
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