(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルに接続されて同操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、転舵輪に接続されて同転舵輪と連動して変位する出力部材と、前記入力部材に接続されて同入力部材の変位を制御する第１電気アクチュエータと、前記出力部材に接続されて同出力部材の変位を制御する第２電気アクチュエータと、前記入力部材と前記出力部材との間に介装されて、切断状態にて前記入力部材と前記出力部材とを動力伝達不能に切り離し、接続状態にて前記入力部材と前記出力部材とを動力伝達可能に連結する断続器とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記第２電気アクチュエータの作動に伴う動力が前記出力部材を介して前記入力部材に伝達された状態を表す状態量に基づいて、前記断続器の異常を検出する異常検出手段を設けたことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記異常検出手段を、
前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量検出手段によって検出した変位量を用いて、同変位量を時間微分することによって表される前記入力部材の変位速度および同変位速度を時間微分することによって表される前記入力部材の変位加速度のうちの少なくとも一方を前記状態量として計算する演算手段と、
前記演算手段によって計算した変位速度および変位加速度のうちの少なくとも一方が予め設定された所定値よりも大きいとき、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項３】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記異常検出手段を、
前記入力部材に入力された外力を前記状態量として検出する外力検出手段と、
前記外力検出手段によって検出した外力が前記第２電気アクチュエータの作動に伴う動力の伝達により減少して変化したか否かを判定する外力変化判定手段と、
前記外力変化判定手段による判定結果に基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項４】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記異常検出手段を、
前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、
運転者によって前記操舵ハンドルを介して前記入力部材に入力された操作力を前記状態量として検出する操作力検出手段と、
前記入力部材の変位方向と前記検出した操作力の入力方向とが異なるか否かを判定する入力方向判定手段と、
前記入力方向判定手段による判定結果に基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項５】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記異常検出手段を、
前記入力部材の変位量を前記状態量として検出する変位量検出手段と、
前記転舵輪の転舵量を前記状態量として検出する転舵量検出手段と、
前記変位量検出手段によって検出した前記入力部材の変位量と前記転舵量検出手段によって検出した前記転舵輪の転舵量とに基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項６】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記異常検出手段を、
前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量検出手段によって検出した前記入力部材の変位量を用いて、同変位量を時間微分することによって表される前記入力部材の変位速度を前記状態量として計算する変位速度演算手段と、
前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、
前記転舵量検出手段によって検出した前記転舵輪の転舵量を用いて、同転舵量を時間微分することによって表される前記転舵輪の転舵速度を前記状態量として計算する転舵速度演算手段と、
前記変位速度演算手段によって計算した前記入力部材の変位速度と前記転舵速度演算手段によって計算した前記転舵輪の転舵速度とに基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項７】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記異常検出手段を、
前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量検出手段によって検出した前記入力部材の変位量を用いて、同変位量を２回時間微分することによって表される前記入力部材の変位加速度を前記状態量として計算する変位加速度演算手段と、
前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、
前記転舵量検出手段によって検出した前記転舵輪の転舵量を用いて、同転舵量を２回時間微分することによって表される前記転舵輪の転舵加速度を前記状態量として計算する転舵加速度演算手段と、
前記変位加速度演算手段によって計算した前記入力部材の変位加速度と前記転舵加速度演算手段によって計算した前記転舵輪の転舵加速度とに基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項８】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記異常検出手段を、
前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、
同変位量検出手段によって検出した変位量を用いて、前記転舵輪の目標転舵量を計算する目標転舵量計算手段と、
前記転舵輪の実転舵量を検出する転舵量検出手段と、
前記目標転舵量計算手段によって計算した目標転舵量と前記転舵量検出手段によって検出した実転舵量との差分量を前記状態量として計算する差分量演算手段と、
前記差分量演算手段によって計算した差分量に基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成したことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【請求項９】
請求項１に記載したステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、さらに、
前記異常検出手段によって前記断続器に接続状態を維持する異常が検出されると、前記第２電気アクチュエータの作動を停止制御するとともに、運転者による前記操舵ハンドルの操作を補助するために前記第１電気アクチュエータを作動制御するアクチュエータ作動制御手段を備えたことを特徴とするステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に分離し、操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪側に設けた電気アクチュエータを作動制御して転舵輪を転舵すると同時に、操舵ハンドルの操舵操作に応じて操舵ハンドル側に設けた電気アクチュエータを作動制御して操舵反力を付与するようにしたステアリングバイワイヤ方式を採用した車両の操舵装置はよく知られている。そして、この種の操舵装置においては、例えば、下記特許文献１に示されているように、転舵用の電気アクチュエータの異常時にも操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵を確保するために、操舵ハンドル側に接続された入力部材と転舵輪側に接続された出力部材との間に電磁クラッチを配置して、通常は電磁クラッチを切断状態に設定して入力部材と出力部材とを切り離し、転舵用の電気アクチュエータの異常時には電磁クラッチを接続状態に設定して入力部材と出力部材とを連結するようにしている。また、下記特許文献１には、入力部材と出力部材との間に中間部材を設け、入力部材と中間部材との間に第１電磁クラッチを設けるとともに、中間部材と出力部材の間に第２電磁クラッチを設けるようにすることも記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３０１６３９号公報
【０００３】
上記特許文献１には、電気アクチュエータの異常の検出に関しては言及されているが、電磁クラッチの異常に対しては言及されていない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、操舵ハンドル側の入力部材と転舵輪側の出力部材とを選択的に切断および接続する断続器の異常を簡単かつ的確に検出することができるようにしたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルに接続されて同操舵ハンドルと連動して変位する入力部材と、転舵輪に接続されて同転舵輪と連動して変位する出力部材と、前記入力部材に接続されて同入力部材の変位を制御する第１電気アクチュエータと、前記出力部材に接続されて同出力部材の変位を制御する第２電気アクチュエータと、前記入力部材と前記出力部材との間に介装されて、切断状態にて前記入力部材と前記出力部材とを動力伝達不能に切り離し、接続状態にて前記入力部材と前記出力部材とを動力伝達可能に連結する断続器とを備えたステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、前記第２電気アクチュエータの作動に伴う動力が前記出力部材を介して前記入力部材に伝達された状態を表す状態量に基づいて、前記断続器の異常を検出する異常検出手段を設けたことにある。
【００１０】
このように構成した本発明の特徴によれば、断続器が切断状態にあれば、第２電気アクチュエータの作動に伴う動力が出力部材から入力部材へ伝達されない。このため、入力部材は運転者による操舵ハンドルの操作および第１電気アクチュエータの作動によって変位に関連する独立した状態量（例えば、変位量、変位速度、変位加速度、外力など）を有し、出力部材や同出力部材に接続された転舵輪は第２電気アクチュエータの作動によって変位に関する独立した状態量（例えば、転舵量、転舵速度、転舵加速度など）を有する。一方、断続器が接続状態にあれば、第２電気アクチュエータの作動に伴う動力が出力部材から入力部材へ伝達される。このため、入力部材と出力部材とは、第２電気アクチュエータの作動を反映した変位に関連する共通の状態量を有する。したがって、断続器の切断状態または接続状態に対する入力部材と出力部材の変位に関する状態量により、断続器が切替制御に無関係に誤切断状態を維持する異常、および誤接続状態を維持する異常を簡単に検出できるようになる。また、この異常判定は、通常、車両の走行時に行われる。したがって、常に、断続器に発生した異常を検出することができる。
【００１１】
この場合、前記異常検出手段を、例えば、前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、前記変位量検出手段によって検出した変位量を用いて、同変位量を時間微分することによって表される前記入力部材の変位速度および同変位速度を時間微分することによって表される前記入力部材の変位加速度のうちの少なくとも一方を前記状態量として計算する演算手段と、前記演算手段によって計算した変位速度および変位加速度のうちの少なくとも一方が予め設定された所定値よりも大きいとき、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成するとよい。これによれば、入力部材の変位速度および変位加速度のうちの少なくとも一方と、所定値（例えば、所定の変位速度や所定の変位加速度）とを比較することにより、断続器の異常を簡単にかつ早急に判定することができる。
【００１２】
また、前記異常検出手段を、例えば、前記入力部材に入力された外力を前記状態量として検出する外力検出手段と、前記外力検出手段によって検出した外力が前記第２電気アクチュエータの作動に伴う動力の伝達により減少して変化したか否かを判定する外力変化判定手段と、前記外力変化判定手段による判定結果に基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成するとよい。また、前記異常検出手段を、前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、運転者によって前記操舵ハンドルを介して前記入力部材に入力された操作力を前記状態量として検出する操作力検出手段と、前記入力部材の変位方向と前記検出した操作力の入力方向とが異なるか否かを判定する入力方向判定手段と、前記入力方向判定手段による判定結果に基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成するとよい。
【００１３】
これらによれば、入力部材に入力される外力（例えば、運転者によって入力される操作力や第２電気アクチュエータの作動によって入力される動力の合力など）の急減や、運転者によって入力される操作力の入力方向の変化に基づいて、断続器の異常を判定することができる。すなわち、運転者が操舵ハンドルを介して入力部材に操作力を入力している状態で、断続器が誤接続状態となった場合には、第２電気アクチュエータによる動力が入力される。このとき、入力部材に入力される外力は、前記動力の入力によって急激に減少（所謂、トルク抜け）したり、運転者が外力の減少に応じて操作力の入力方向を変更したりする。このため、入力部材に入力される外力や操作力の入力方向の変化に基づくことによって、断続器の異常を簡単に判定することができ、同異常判定に要する時間を大幅に低減することができる。
【００１４】
また、前記異常検出手段を、例えば、前記入力部材の変位量を前記状態量として検出する変位量検出手段と、前記転舵輪の転舵量を前記状態量として検出する転舵量検出手段と、前記変位量検出手段によって検出した前記入力部材の変位量と前記転舵量検出手段によって検出した前記転舵輪の転舵量とに基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成するとよい。また、前記異常検出手段を、前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、前記変位量検出手段によって検出した前記入力部材の変位量を用いて、同変位量を時間微分することによって表される前記入力部材の変位速度を前記状態量として計算する変位速度演算手段と、前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、前記転舵量検出手段によって検出した前記転舵輪の転舵量を用いて、同転舵量を時間微分することによって表される前記転舵輪の転舵速度を前記状態量として計算する転舵速度演算手段と、前記変位速度演算手段によって計算した前記入力部材の変位速度と前記転舵速度演算手段によって計算した前記転舵輪の転舵速度とに基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成するとよい。また、前記異常検出手段を、前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、前記変位量検出手段によって検出した前記入力部材の変位量を用いて、同変位量を２回時間微分することによって表される前記入力部材の変位加速度を前記状態量として計算する変位加速度演算手段と、前記転舵輪の転舵量を検出する転舵量検出手段と、前記転舵量検出手段によって検出した前記転舵輪の転舵量を用いて、同転舵量を２回時間微分することによって表される前記転舵輪の転舵加速度を前記状態量として計算する転舵加速度演算手段と、前記変位加速度演算手段によって計算した前記入力部材の変位加速度と前記転舵加速度演算手段によって計算した前記転舵輪の転舵加速度とに基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成するとよい。
【００１５】
これらによれば、入力部材の変位量、変位速度および変位加速度と、転舵輪の転舵量、転舵速度および転舵加速度とをそれぞれ比較することによって、断続器の異常を判定することができる。すなわち、上述したように、断続器が切断状態にあるときには、入力部材と出力部材に接続された転舵輪とはそれぞれ独立して変位することができる。このため、入力部材の変位量、変位速度および変位加速度と、転舵輪の転舵量、転舵速度および転舵加速度もそれぞれ独立の値を有する。一方、断続器が接続状態にあるときには、入力部材と出力部材に接続された転舵輪とは機械的に連結されるため、入力部材の変位量、変位速度および変位加速度と、転舵輪の転舵量、転舵速度および転舵加速度とは独立した値を有しない。したがって、入力部材の変位量、変位速度および変位加速度と、転舵輪の転舵量、転舵速度および転舵加速度とをそれぞれ比較すれば、断続器の異常を簡単に判定することができるとともに、判定に要する時間を短縮することができる。
【００１６】
さらに、前記異常検出手段を、例えば、前記入力部材の変位量を検出する変位量検出手段と、同変位量検出手段によって検出した変位量を用いて、前記転舵輪の目標転舵量を計算する目標転舵量計算手段と、前記転舵輪の実転舵量を検出する転舵量検出手段と、前記目標転舵量計算手段によって計算した目標転舵量と前記転舵量検出手段によって検出した実転舵量との差分量を前記状態量として計算する差分量演算手段と、前記差分量演算手段によって計算した差分量に基づいて、前記断続器の異常を判定する異常判定手段とで構成するとよい。これによれば、転舵輪の目標転舵量と実転舵量との差分量に基づいて、断続器の異常を判定することができる。すなわち、ステアリングバイワイヤ方式の車両の操舵装置においては、運転者が操舵ハンドルを持ち替えることなく車両を旋回させることができるように、入力部材の変位量に対して、目標転舵量を例えば非線形的に大きく計算することができる。このため、断続器が誤接続状態にあるときには、入力部材と出力部材に接続された転舵輪とが機械的に連結されるため、計算された目標転舵量と実転舵量との間の差分量が大きくなる。したがって、目標転舵量と実転舵量との差分量に基づけば、断続器の異常を簡単に判定することができ、異常判定に要する時間を短縮することができる。
【００１７】
さらに、本発明の他の特徴は、前記異常検出手段によって前記断続器に接続状態を維持する異常が検出されると、前記第２電気アクチュエータの作動を停止制御するとともに、運転者による前記操舵ハンドルの操作を補助するために前記第１電気アクチュエータを作動制御するアクチュエータ作動制御手段を備えたことにもある。
【００１８】
これによれば、断続器が誤接続状態を維持しているときには、第２電気アクチュエータの作動が停止されるとともに、第１電気アクチュエータを運転者による操舵ハンドルの操作を補助するように制御することができる。これにより、第２電気アクチュエータの作動に伴う動力が入力部材を介して操舵ハンドルに伝達される現象、所謂、セルフステアの発生を抑制することができる。また、第１電気アクチュエータの補助作動により、第２電気アクチュエータの作動が停止している状況であっても、運転者は、操舵ハンドルを軽快に操作でき、転舵輪を容易に転舵させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ａ．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態に係る車両の操舵装置ついて図面を用いて説明する。図１は、本第１実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示した全体概略図である。
【００２０】
この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置１０と、転舵輪としての左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置２０とを機械的に分離したステアリングバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置１０は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル１１を備えている。操舵ハンドル１１は、操舵入力軸１２の上端に固定され、操舵入力軸１２の下端には操舵反力用電動モータ（電気アクチュエータ）１３が組み付けられている。操舵反力用電動モータ１３は、減速機構１４を介して操舵入力軸１２を軸線周りに回転駆動する。
【００２１】
転舵装置２０は、車両の左右方向に延びて配置されたラックバー２１を備えている。このラックバー２１の両端部には、図示省略したタイロッドおよびナックルアームを介して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ラックバー２１の軸線方向の変位により左右に転舵される。ラックバー２１の外周上には、図示しないハウジングに組み付けられた転舵用電動モータ（電気アクチュエータ）２２が設けられている。転舵用電動モータ２２の回転は、ねじ送り機構２３により減速されるとともにラックバー２１の軸線方向の変位に変換される。また、転舵装置２０は、軸線周りに回転可能な転舵出力軸２４も有している。転舵出力軸２４の下端にはピニオンギア２５が固定されており、同ピニオンギア２５はラックバー２１に設けたラック歯２１ａに噛み合っていて、転舵出力軸２４の軸線周りの回転によりラックバー２１が軸線方向に変位する。
【００２２】
また、操舵操作装置１０の操舵入力軸１２と転舵装置２０の転舵出力軸２４との間には、断続器としての電磁クラッチ３１が配置されている。電磁クラッチ３１は、通電状態にて切断状態に設定されて、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４との間の動力の伝達を禁止する。また、電磁クラッチ３１は、非通電状態にて接続状態に設定されて、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４との間で動力の伝達を許可する。
【００２３】
次に、操舵反力用電動モータ１３、転舵用電動モータ２２および電磁クラッチ３１の作動を制御する電気制御装置４０について説明する。電気制御装置４０は、操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、転舵角センサ４３および車速センサ４４を備えている。
【００２４】
操舵角センサ４１は、操舵入力軸１２に組み付けられていて、操舵入力軸１２すなわち操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角を検出して操舵角θ（変位量）として出力する。操舵トルクセンサ４２も、操舵入力軸１２に組み付けられていて、運転者によって操舵ハンドル１１に入力されたトルクを検出して操舵トルクT（操作力）として出力する。転舵角センサ４３は、ラックバー２１に組み付けられていて、ラックバー２１の軸線方向の変位量を検出して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δ（実転舵量）として出力する。車速センサ４４は、車速Vを検出して出力する。
【００２５】
なお、上述した中立位置とは、車両を直進状態に維持するための操舵ハンドル１１、操舵入力軸１２、転舵出力軸２４および左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の位置をいう。そして、操舵角θおよび実転舵角δは、中立位置にて「０」として出力され、右方向の回転角を正の値で表すとともに左方向の回転角を負の値で表す。また、操舵トルクTは、右方向に付与されるトルクを正の値で表すとともに左方向に付与されるトルクを負の値で表す。
【００２６】
また、電気制御装置４０は、互いに接続されたチェック用電子制御ユニット（以下、チェック用ＥＣＵという）４５、操舵反力用電子制御ユニット（以下、操舵反力用ＥＣＵという）４６、および転舵用電子制御ユニット（以下、転舵用ＥＣＵという）４７を備えている。チェック用ＥＣＵ４５には、操舵角センサ４１および操舵トルクセンサ４２が接続されている。操舵反力用ＥＣＵ４６には、操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２および車速センサ４４が接続されている。転舵用ＥＣＵ４７には、操舵角センサ４１、転舵角センサ４３および車速センサ４４が接続されている。
【００２７】
これらのＥＣＵ４５〜４７は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。チェック用ＥＣＵ４５は、駆動回路５１を介して、電磁クラッチ３１の切断状態または接続状態を切替制御するとともに、図２のチェックプログラムを実行することによって電磁クラッチ３１の異常を検出する。操舵反力用ＥＣＵ４６は、図４の操舵反力制御プログラムを実行して、駆動回路５２を介して操舵反力用電動モータ１３を駆動制御する。転舵用ＥＣＵ４７は、図５の転舵制御プログラムを実行して、駆動回路５３を介して転舵用電動モータ２２を駆動制御する。
【００２８】
次に、上記のように構成した第１実施形態の動作について説明する。運転者によってイグニッションスイッチが投入されると、チェック用ＥＣＵ４５は、同イグニッションスイッチの投入後においてチェックプログラムを１回だけ実行する。より具体的には、チェックプログラムは、イグニッションスイッチの投入後、最初の運転者による操舵ハンドル１１の回動操作中に１回だけ実行される。また、イグニッションスイッチの投入により、操舵反力用ＥＣＵ４６および転舵用ＥＣＵ４７は、操舵反力制御プログラムおよび転舵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。
【００２９】
チェックプログラムの実行は、図示しない初期化処理の実行後、図２のステップＳ１０にて開始され、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１１にて、駆動回路５１との協働により電磁クラッチ３１に通電して、電磁クラッチ３１を切断状態に制御する。なお、このチェックプログラムの実行に際して、転舵用ＥＣＵ４７は、後述するように、異常フラグMBFを取得するまで転舵用電動モータ２２の作動を制御しないため、転舵用電動モータ２２は停止状態を維持している。
【００３０】
前記ステップＳ１１の処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１２にて、操舵角センサ４１および操舵トルクセンサ４２によってそれぞれ検出された操舵角θおよび操舵トルクTを入力し、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においては、チェック用ＥＣＵ４５は、入力した操舵トルクTの大きさに基づいて電磁クラッチ３１が正常に切断状態であるか否かを判定する。以下、この判定について具体的に説明する。
【００３１】
まず、電磁クラッチ３１が正常に作動している場合について説明する。この場合、電磁クラッチ３１はステップＳ１１の切断制御処理に従い切断状態にあるため、転舵用電動モータ２２が停止状態であっても、運転者は操舵ハンドル１１を容易に回動操作することができる。すなわち、この状態において、操舵ハンドル１１が回動されると、例えば、図示を省略するバネ機構による弾性力や摩擦力、慣性力あるいは粘性力などに起因する適度なトルクが発生し、運転者はこのトルクを反力として知覚する。このため、運転者は、この知覚した反力に略等しい操舵トルクTを入力して、操舵ハンドル１１を回動操作する。
【００３２】
したがって、電磁クラッチ３１が正常に切断状態にあるときには、図３にて実線で示すような変化特性を有するトルク（以下、このトルクを目標トルクToという）が操舵トルクTとして操舵トルクセンサ４２によって検出される。これにより、チェック用ＥＣＵ４５は、操舵トルクセンサ４２によって検出された操舵トルクTが目標トルクTo以下であれば、電磁クラッチ３１が正常に作動しているため、ステップＳ１３にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては、チェック用ＥＣＵ４５は、電磁クラッチ３１の正常および異常状態を表す異常フラグMBFを、電磁クラッチ３１の正常を表す値”０”に設定する。
【００３３】
一方、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生している場合、具体的には、前記ステップＳ１１における切断制御処理にもかかわらず電磁クラッチ３１が接続状態を維持している場合には、操舵トルクセンサ４２によって検出される操舵トルクTが目標トルクToよりも大きくなる。すなわち、前記切断制御に反して、電磁クラッチ３１が接続状態を維持しているときには、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４とが機械的に連結された状態となる。なお、以下の説明においては、電磁クラッチ３１が切断制御に反して接続状態を維持している場合を誤接続状態という。
【００３４】
ところで、転舵用電動モータ２２は停止状態であるため、転舵出力軸２４は操舵入力軸１２から伝達された動力、言い換えれば、運転者が操舵ハンドル１１を介して入力した操舵トルクTによって回動する。これにより、運転者が操舵ハンドル１１を介して入力する操舵トルクTは、例えば、操舵入力軸１２の捩り剛性などに起因するトルクが付加されて、図３にて破線で示すように大きくなる。したがって、チェック用ＥＣＵ４５は、操舵トルクセンサ４２によって検出された操舵トルクTが目標トルクToに比して大きければ、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生しているため、ステップＳ１３にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ１５に進む。ステップＳ１５においては、チェック用ＥＣＵ４５は、異常フラグMBFを、電磁クラッチ３１の異常を表す値”１”に設定する。
【００３５】
前記ステップＳ１４または前記ステップＳ１５の処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１６にて、操舵角センサ４１によって検出された操舵角θが予め設定された所定の小さな操舵角θo以下であるか否かを判定する。上述したように、このチェックプログラムは、イグニッションスイッチが投入された後、運転者による操舵ハンドル１１の最初の回動操作中に実行されるものである。そして、このチェックプログラムは、転舵用電動モータ２２が停止状態にあるときに実行されるものである。言い換えれば、このチェックプログラムが実行されている間は、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作しても、転舵用電動モータ２２によって左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵されない。したがって、電磁クラッチ３１の作動をチェックするために必要な操舵ハンドル１１の回動操作量（すなわち、操舵角θ）を小さくして、運転者が覚える違和感を抑制する必要がある。
【００３６】
このため、チェック用ＥＣＵ４５は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作量すなわち操舵角θが、違和感を覚えない程度に設定された小さな操舵角θo以下であれば、「Ｙｅｓ」と判定して、上述したステップＳ１１からステップＳ１５までの各処理を繰り返し実行する。一方、操舵角θが操舵角θoよりも大きければ、「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７においては、チェック用ＥＣＵ４５は、前記ステップＳ１４またはステップＳ１５にて設定した異常フラグMBFを操舵反力用ＥＣＵ４６および転舵用ＥＣＵ４７に対して出力して、ステップＳ１８に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１８にてチェックプログラムの実行を終了する。
【００３７】
また、操舵反力用ＥＣＵ４６は、前記イグニッションスイッチの投入後、図４の操舵反力制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この操舵反力制御プログラムの実行は、ステップＳ３０にて開始され、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ステップＳ３１にて異常フラグMBFをチェック用ＥＣＵ４５から取得済みか否かを判定する。イグニッションスイッチの投入後、異常フラグMBFが未だ取得できていなければ、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ステップＳ３１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３６にて操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。この状態では、操舵反力用ＥＣＵ４６は実質的な処理を実行せず、チェック用ＥＣＵ４５による異常フラグMBFの出力を待つ。
【００３８】
一方、チェック用ＥＣＵ４５から異常フラグMBFを取得すると、操舵反力用ＥＣＵ４６はステップＳ３１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２以降の処理を実行し始める。ステップＳ３２においては、操舵反力用ＥＣＵ４６は、操舵角センサ４１から操舵角θ、および車速センサ４４から車速Vを入力して、ステップＳ３３に進む。
【００３９】
ステップＳ３３においては、操舵反力用ＥＣＵ４６は、チェック用ＥＣＵ４５から取得した異常フラグMBFの値が、電磁クラッチ３１の異常を表す”１”に設定されているか否かを判定する。すなわち、操舵反力用ＥＣＵ４６は、異常フラグMBFの値が”０”に設定されていれば、電磁クラッチ３１が正常に作動しているため、「Ｎｏ」と判定する。そして、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ステップＳ３４およびステップＳ３５を実行し、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に対して、適切な反力を付与するように操舵反力用電動モータ１３を駆動制御（以下、この駆動制御を通常反力制御という）する。以下、この通常反力制御について詳細に説明する。
【００４０】
ステップＳ３４においては、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ＲＯＭ内に設けられている操舵反力テーブルを参照して、操舵角θおよび車速Vに応じて変化する目標操舵反力Th*を計算する。この操舵反力テーブルは、図６に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、操舵角θの増加に従って非線形増加する複数の目標操舵反力Th*を記憶している。なお、この操舵反力テーブルを利用するのに代えて、操舵角θおよび車速Vに応じて変化する目標操舵反力Th*を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標操舵反力Th*を計算するようにしてもよい。
【００４１】
次に、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ステップＳ３５にて、駆動回路５２と協働して前記計算した目標操舵反力Th*に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流して、ステップＳ３６にてこの操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。これにより、操舵反力用電動モータ１３は、操舵入力軸１２を目標操舵反力Th*に対応した回転トルクで駆動する。その結果、操舵ハンドル１１の回動操作に対して、操舵反力用電動モータ１３による目標操舵反力Th*が付与され、運転者は、適度な操舵反力を感じながら、操舵ハンドル１１を回動操作できる。
【００４２】
一方、操舵反力用ＥＣＵ４６は、チェック用ＥＣＵ４５から取得した異常フラグMBFの値が”１”に設定されていれば、電磁クラッチ３１に異常が発生しているため、前記ステップＳ３３において、「Ｙｅｓ」と判定する。そして、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ステップＳ３７およびステップＳ３８を実行し、後述する転舵制御プログラムの実行により転舵用電動モータ２２の作動が停止された状態において、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作を補助するように、操舵反力用電動モータ１３を駆動制御（以下、この駆動制御をアシスト制御という）する。以下、このアシスト制御について詳細に説明する。
【００４３】
ステップＳ３７においては、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ＲＯＭ内に設けられているアシスト指令値テーブルを参照して、操舵角θおよび車速Vに応じて変化する目標アシストトルクTa*を計算する。このアシスト指令値テーブルは、図７に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、操舵角θの増加に従って非線形増加する複数の目標アシストトルクTa*を記憶している。なお、このアシスト指令値テーブルを利用するのに代えて、操舵角θおよび車速Vに応じて変化する目標アシストトルクTa*を関数により予め定義しておき、同関数を利用して目標アシストトルクTa*を計算するようにしてもよい。
【００４４】
次に、操舵反力用ＥＣＵ４６は、ステップＳ３８にて、駆動回路５２と協働して前記計算した目標アシストトルクTa*に対応した駆動電流を操舵反力用電動モータ１３に流して、ステップＳ３６にてこの操舵反力制御プログラムの実行を一旦終了する。これにより、操舵反力用電動モータ１３は、操舵入力軸１２を目標アシストトルクTa*に対応した回転トルクで駆動する。その結果、転舵用電動モータ２２の作動が停止された状態では、操舵ハンドル１１の回動操作による左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵が目標アシストトルクTa*によって補助されるため、運転者は、操舵ハンドル１１を軽快に回動操作できる。
【００４５】
また、転舵用ＥＣＵ４７は、前記イグニッションスイッチの投入後、図５の転舵制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この転舵制御プログラムの実行はステップＳ５０にて開始され、転舵用ＥＣＵ４７は、ステップＳ５１にて異常フラグMBFをチェック用ＥＣＵ４５から取得済みか否かを判定する。イグニッションスイッチの投入後、異常フラグMBFが未だ取得できていなければ、転舵用ＥＣＵ４７は、ステップＳ５１にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５８にて転舵制御プログラムの実行を一旦終了する。この状態では、転舵用ＥＣＵ４７は実質的な処理を実行せず、チェック用ＥＣＵ４５による異常フラグMBFの出力を待つ。
【００４６】
一方、チェック用ＥＣＵ４５から異常フラグMBFを取得すると、転舵用ＥＣＵ４７はステップＳ５１にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５２以降の各処理を実行し始める。ステップＳ５２においては、転舵用ＥＣＵ４７は、操舵角センサ４１から操舵角θ、転舵角センサ４３から実転舵角δ、および車速センサ４４から車速Vを入力して、ステップＳ５３に進む。
【００４７】
ステップＳ５３においては、転舵用ＥＣＵ４７は、チェック用ＥＣＵ４５から取得した異常フラグMBFの値が、電磁クラッチ３１の異常を表す”１”に設定されているか否かを判定する。すなわち、転舵用ＥＣＵ４７は、異常フラグMBFの値が”０”に設定されていれば、電磁クラッチ３１が正常に作動しているため、「Ｎｏ」と判定する。そして、転舵用ＥＣＵ４７は、ステップＳ５４からステップＳ５７の各ステップを実行し、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に対して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を適切に転舵するように転舵用電動モータ２２を駆動制御（以下、この駆動制御を通常転舵制御という）する。以下、この通常転舵制御について詳細に説明する。
【００４８】
ステップＳ５４においては、転舵用ＥＣＵ４７は、ＲＯＭ内に記憶されている転舵角テーブルを参照して、操舵角θに応じて変化する目標転舵角δ*を計算する。この転舵角テーブルは、図８に示すように、操舵角θの増加に伴って非線形に増加する目標転舵角δ*を記憶している。この目標転舵角δ*の操舵角θに対する変化率は、操舵角θの絶対値｜θ｜の小さな範囲内で小さく、操舵角θの絶対値｜θ｜が大きくなると大きくなるように設定されている。なお、この転舵角テーブルを利用するのに代えて、操舵角θと目標転舵角δ*との関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して目標転舵角δ*を計算するようにしてもよい。
【００４９】
次に、転舵用ＥＣＵ４７は、ステップＳ５５にて、ＲＯＭ内に記憶されている車速係数テーブルを参照して、車速Vに応じて変化する車速係数Kを計算する。この車速係数テーブルは、図９に示すように、車速Vの小さな範囲内で「１」よりも大きく、車速Vの大きな範囲内で「１」よりも小さく、車速Vの増加に従って「１」を挟んで非線形に減少する車速係数Kを記憶している。なお、この車速係数テーブルを利用するのに代えて、車速Vと車速係数Kとの関係を示す関数を予め用意しておき、同関数を利用して車速係数Kを計算するようにしてもよい。
【００５０】
これらの目標転舵角δ*および車速係数Kの決定後、転舵用ＥＣＵ４７は、ステップＳ５６にて、下記式１の演算の実行により、目標転舵角δ*を車速係数Kで補正して最終的な目標転舵角δ*を計算する。
δ*＝K・δ*  …式１
そして、ステップＳ５７にて、実転舵角δが最終的に目標転舵角δ*に等しくなるように、両転舵角δ*，δの差分δ*−δを用いて駆動回路５３を介して転舵用電動モータ２２の回転を制御する。これにより、転舵用電動モータ２２は回転駆動され、ねじ送り機構２３を介してラックバー２１を軸線方向に駆動して、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を目標転舵角δ*に転舵する。
【００５１】
このような転舵制御により、図８に示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、操舵角θの小さな範囲で同操舵角θの変化に対して小さく転舵され、操舵角θの大きな範囲で同操舵角θの変化に対して大きく転舵される。その結果、操舵ハンドル１１の持ち替えなしで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は大きな転舵角まで転舵される。また、図９に示すように、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、車速Vが小さいときには操舵角θに対して大きく転舵され、車速Vが大きくなると操舵角θに対して小さく転舵される。前記ステップＳ５７の処理後、転舵用ＥＣＵ４７は、ステップＳ５８にて、転舵制御プログラムの実行を終了する。
【００５２】
一方、転舵用ＥＣＵ４７は、チェック用ＥＣＵ４５から取得した異常フラグMBFの値が”１”に設定されていれば、ステップＳ５３において「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ５９にて転舵用電動モータ２２の作動を停止制御する。このことを、具体的に説明する。
【００５３】
チェック用ＥＣＵ４５から値が”１”に設定された異常フラグMBFが出力された状態においては、電磁クラッチ３１は誤接続状態にある。このように、電磁クラッチ３１が誤接続状態にあるときに転舵用電動モータ２２を駆動させると、同電動モータ２２の回転駆動力が、ラックバー２１、ピニオンギア２５、転舵出力軸２４、電磁クラッチ３１および操舵入力軸１２を介して、操舵ハンドル１１に伝達される。
【００５４】
ところで、電磁クラッチ３１の作動が正常であるときに実行される通常転舵制御においては、上述したように、例えば、操舵ハンドル１１の操舵角θの絶対値｜θ｜がある程度大きくなると目標転舵角δ*が非線形的に大きく計算され、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の実転舵角δが目標転舵角δ*となるように、転舵用電動モータ２２が駆動制御される。このため、誤接続状態で転舵用電動モータ２２が通常転舵制御された場合には、運転者が操舵ハンドル１１を介して入力した操舵角θと計算された目標転舵角δ*との差分だけ、操舵ハンドル１１が運転者の意図に反して自動的に回動されて、所謂、セルフステアが発生することになる。
【００５５】
そして、セルフステアが発生した状況においては、操舵ハンドル１１が自動的に回動することによって操舵角θが大きくなり、その結果、計算される目標転舵角δ*もより大きくなる。これにより、操舵角θと目標転舵角δ*との差分がより大きくなって操舵ハンドル１１がさらに回動しやすくなるため、運転者が意図する旋回態様で車両を旋回させることが難しくなる。このように、セルフステアが発生した状況では、運転者は、自身が意図する旋回態様で車両を旋回させるために、自動的に回動する操舵ハンドル１１の回動方向とは逆方向により大きなトルク（逆方向の操舵トルクT）を付与して操舵ハンドル１１の自動的な回動を止めて、適正な操舵角θを維持する必要がある。
【００５６】
したがって、転舵用ＥＣＵ４７は、チェック用ＥＣＵ４５から”１”に設定された異常フラグMBFを取得すると、ステップＳ５９にて、転舵用電動モータ２２の作動を停止制御し、セルフステアの発生を防止する。ここで、電磁クラッチ３１が誤接続状態にあり、転舵用電動モータ２２に作動が停止された状況においては、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作量すなわち操舵角θに対して、実転舵角δが線形的に変化するように左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵される。言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動が正常であり、転舵用電動モータ２２が通常転舵制御されている場合に比して、運転者は、車両を旋回させるために、より大きな操舵ハンドル１１の回動操作量が必要となる。
【００５７】
ところで、このように、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生している状況においては、上述した操舵反力制御プログラムステップＳ３７およびステップＳ３８で説明したように、操舵反力用ＥＣＵ４６は、操舵反力用電動モータ１３をアシスト制御する。したがって、車両を旋回させるために操舵ハンドル１１の回動操作量が増大した場合であっても、操舵ハンドル１１を軽快に回動操作することができ、運転者の負担を軽減することができる。
【００５８】
このように、転舵用ＥＣＵ４７は、前記ステップＳ５９にて転舵用電動モータ２２の作動を停止制御すると、ステップＳ５８にて転舵制御プログラムの実行を終了する。
【００５９】
以上の説明からも理解できるように、この第１実施形態においては、電磁クラッチ３１に発生した異常を的確に検出することができる。そして、この異常検出は、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作中に行うことができる。このため、例えば、チェック用ＥＣＵ４５による電磁クラッチ３１の異常検出中において、運転者が操舵ハンドル１１を回動操作できないなど、回動操作に対して運転者が覚える違和感を抑制することができる。また、操舵ハンドル１１の回動操作中に異常検出を行うことによって、別途、異常検出に要する時間を設ける必要がなく、効率よく電磁クラッチ３１の作動状態をチェックすることができる。
【００６０】
また、電磁クラッチ３１の作動状態に応じて、操舵反力用電動モータ１３および転舵用電動モータ２２の作動を切り替えることができる。すなわち、電磁クラッチ３１の作動が正常であるときには、操舵反力用電動モータ１３は、操舵反力用ＥＣＵ４６によって、運転者の操舵ハンドル１１の回動操作に対して所定の反力を付与するように、通常反力制御される。また、転舵用電動モータ２２は、転舵用ＥＣＵ４７によって、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が運転者によって入力された操舵角θに対して非線形的に変化する目標転舵角δ*となるように、通常転舵制御される。これにより、運転者は操舵ハンドル１１を持ち替えることなく車両を良好に旋回させることができる。
【００６１】
一方、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生しているときには、操舵反力用電動モータ１３は、操舵反力用ＥＣＵ４６によって、運転者の操舵ハンドル１１の回動操作を補助するように、アシスト制御される。また、転舵用電動モータ２２は、転舵用ＥＣＵ４７によって停止制御される。これにより、セルフステアの発生を未然に確実に防止することができ、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生している場合であっても、運転者の意図に合わせて、車両を旋回させることができる。
【００６２】
ｂ．第２実施形態
上記第１実施形態においては、イグニッションスイッチの投入後、最初に操舵ハンドル１１が回動操作されたときに、電磁クラッチ３１の作動状態をチェックするチェックプログラムを１回だけ実行するように実施した。しかし、これに加えてまたは代えて、車両の走行中において、常に電磁クラッチ３１の作動状態をチェックするように実施することができる。以下、この第２実施形態について詳細に説明するが、操舵反力制御プログラムおよび転舵制御プログラムの実行に関しては、上記第１実施形態と同一であるため、その説明を省略する。また、第２実施形態における構成に関しても、図１に示した上記第１実施形態と同一であるため、その説明を省略する。
【００６３】
この第２実施形態においては、イグニッションスイッチが投入された後、チェック用ＥＣＵ４５は、図１０に示すチェック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。なお、この第２実施形態においては、イグニッションスイッチが投入されると、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置とするべく、電磁クラッチ３１が切断状態に制御されるものとして説明する。
【００６４】
チェック用ＥＣＵ４５は、図示しない初期化処理の実行後、ステップＳ７０にてチェックプログラムの実行を開始し、ステップＳ７１にて、操舵角センサ４１によって検出された操舵角θを入力して、ステップＳ７２に進む。ステップＳ７２においては、チェック用ＥＣＵ４５は、前記入力した操舵角θを用いて、同操舵角θを時間微分した時間微分値dθ／dt（以下、この微分値を操舵角速度θ'という）と、操舵角速度θ'をさらに時間微分した時間微分値dθ'／dt（以下、この微分値を操舵角加速度θ''という）とを、それぞれ計算する。
【００６５】
前記ステップＳ７２の演算処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、電磁クラッチ３１が切断状態に制御されているにもかかわらず誤接続状態となっているか否かを判定するために、ステップＳ７３およびステップＳ７４の各処理を実行する。具体的に説明すると、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７３において、前記ステップＳ７２にて計算した操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜が予め実験的に決定された所定の操舵角速度θa'以下であるか否かを判定する。また、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７４において、前記ステップＳ７２にて計算した操舵角加速度θ''の絶対値｜θ''｜が予め実験的に決定された所定の操舵角加速度θa''以下であるか否かを判定する。ここで、所定の操舵角速度θa'および所定の操舵角加速度θa''は、電磁クラッチ３１の誤接続状態により発生したセルフステアによって、操舵ハンドル１１が回動しているか否かを判定できる程度に決定されるものである。
【００６６】
そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７３およびステップＳ７４における判定処理にてそれぞれ「Ｙｅｓ」と判定、すなわち、操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜の値が所定の操舵角速度θa'以下であり、操舵角加速度θ''の絶対値｜θ''｜の値が所定の操舵角加速度θa''以下であれば、セルフステアが発生しておらず、電磁クラッチ３１の作動が正常であると判定する。具体的に説明すると、電磁クラッチ３１の作動が正常である場合には、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４の機械的な連結が解除されているため、転舵用電動モータ２２の回転駆動力（動力）が操舵入力軸１２を介して操舵ハンドル１１に伝達されない。このため、操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜の値および操舵角加速度θ''の絶対値｜θ''｜の値は、運転者による回動操作に基づくものであり、所定の操舵角速度θa'および所定の操舵角加速度θa''よりも小さくなる。したがって、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７５にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の正常を表す値”０”に設定する。
【００６７】
一方、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７３における判定処理にて「Ｎｏ」と判定、すなわち、操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜が所定の操舵角速度θa'よりも大きければ、電磁クラッチ３１の作動が異常であると判定する。また、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７３における判定処理にて「Ｙｅｓ」と判定し、かつ、ステップＳ７４における判定処理にて「Ｎｏ」と判定、すなわち、操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜は所定の操舵角速度θa'以下であり、かつ、操舵角加速度θ''の絶対値｜θ''｜が所定の操舵角加速度θa''よりも大きければ、電磁クラッチ３１の作動が異常であると判定する。この判定について、図１１を用いて詳細に説明する。
【００６８】
図１１は、操舵角θ、操舵角速度θ'および操舵角加速度θ''の時間推移を概略的に示したものである。電磁クラッチ３１の作動に異常が発生しておらず、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４との機械的な連結が解除された状態では、セルフステアが発生しない。このため、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作量すなわち操舵角θの時間推移は、図１１（ａ）に示すように、運転者による回動操作に基づいて、ある程度小さな変化量で推移する。また、このときの操舵角速度θ'および操舵角加速度θ''の時間推移も、それぞれ、図１１（ｂ），（ｃ）に示すように、ある程度小さな変化量で推移する。
【００６９】
ところが、ある時間にて電磁クラッチ３１の作動に異常が発生し、同クラッチ３１が誤接続状態となると、セルフステアが発生するようになる。このように、セルフステアが発生した状況では、図１１（ａ）に示すように、操舵角θが一様に増加する。そして、操舵角θの増加に伴って、図１１（ｂ）に示すように、操舵角速度θ'も一様に増加し、その後、所定の操舵角速度θa'を超えるようになる。したがって、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７３にて、操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜と所定の操舵角速度θa'とを比較することによって、セルフステアの発生、言い換えれば、電磁クラッチ３１の異常発生を判定することができる。
【００７０】
ところで、セルフステアが発生した後、操舵角速度θ'が所定の操舵角速度θ'を超えるまでには、図１１（ｂ）からも明らかなように、ある程度の時間を要する場合がある。すなわち、例えば、転舵用電動モータ２２が大きな回転駆動力を発生しており、操舵ハンドル１１が大きな操舵角速度θ'で回動した場合には、急峻に所定の操舵角速度θa'よりも大きくなり、ステップＳ７３にて「Ｎｏ」と判定することができる。しかし、操舵ハンドル１１が比較的急峻に回動している場合には、セルフステアが発生しているにもかかわらず、ステップＳ７３の処理実行時点で精度よく判定できない可能性がある。
【００７１】
これに対して、操舵角加速度θ''の時間推移は、図１１（ｃ）からも明らかなように、操舵角速度θ'の時間推移に比して、セルフステアの発生に対して鋭敏に変化する。したがって、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７４の判定処理を実行することにより、セルフステアの発生、言い換えれば、電磁クラッチ３１の異常発生を短時間にかつ確実に判定することができる。すなわち、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７３にて「Ｙｅｓ」と判定した場合であっても、ステップＳ７４を実行することによって「Ｎｏ」と判定することができる。これにより、セルフステアの発生を確実に検出できて、電磁クラッチ３１の異常を的確に判定することができる。このように、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７３およびステップＳ７４を実行することによって、電磁クラッチ３１の異常発生を確実に判定することができる。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、前記ステップＳ７３および前記ステップＳ７４の判定処理のうちの一方で「Ｎｏ」と判定すると、ステップＳ７６に進み、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の異常を表す値”１”に設定する。
【００７２】
前記ステップＳ７５または前記ステップＳ７６の処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７７にて、設定した異常フラグMBFを操舵反力用ＥＣＵ４６および転舵用ＥＣＵ４７に対して出力する。このように、異常フラグMBFを出力すると、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ７８にて、チェックプログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、チェックプログラムの実行を開始する。一方で、操舵反力用ＥＣＵ４６は図４に示した操舵反力制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行し、転舵用ＥＣＵ４７は図５に示した転舵制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行する。したがって、上記第１実施形態と同様に、異常フラグMBFの設定値に応じて、操舵反力制御と転舵制御が適切に行われる。
【００７３】
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、車両が走行中であっても、電磁クラッチ３１の異常を的確に検出することができる。また、セルフステアの発生に基づいて電磁クラッチ３１の異常を検出し、同異常に適切に対応して、上記第１実施形態と同様に操舵反力用電動モータ１３および転舵用電動モータ２２の作動を制御することができる。したがって、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作に対する発生したセルフステアの影響を極めて小さくすることができて、運転者の意図に合わせて、車両を旋回させることができる。
【００７４】
ｃ．第２実施形態の第１変形例
次に、操舵角θの入力方向に対する操舵トルクTの入力方向の変化に基づいて、的確かつ早急に、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定する上記第２実施形態の第１変形例について詳細に説明する。この第１変形例においては、イグニッションスイッチが投入された後、チェック用ＥＣＵ４５は、図１２に示すチェック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。なお、この第１変形例においても、イグニッションスイッチが投入されると、電磁クラッチ３１が切断状態に制御されるものとして説明する。
【００７５】
チェック用ＥＣＵ４５は、図示しない初期化処理の実行後、ステップＳ９０にてチェックプログラムの実行を開始し、ステップＳ９１にて、操舵角センサ４１によって検出された操舵角θを入力するとともに、操舵トルクセンサ４２によって検出された操舵トルクTを入力する。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、操舵角θおよび操舵トルクTを入力すると、ステップＳ９２にて、検出された操舵角θの入力方向と操舵トルクTの入力方向が一致しているか否かを判定する。以下、この判定を、図１３を用いて詳細に説明する。
【００７６】
上記第１実施形態で説明したように、電磁クラッチ３１が正常に作動している状況では、操舵反力用ＥＣＵ４６は操舵反力用電動モータ１３を通常反力制御し、転舵用ＥＣＵ４７は転舵用電動モータ２２を通常転舵制御する。この状況においては、運転者は、操舵ハンドル１１を介して、操舵反力用電動モータ１３の駆動によって付与される操舵反力を知覚しながら操舵ハンドル１１を回動操作する。すなわち、運転者は、操舵反力と略等しい操舵トルクTを操舵ハンドル１１に入力し、操舵ハンドル１１を操舵トルクTの入力方向に回動操作する。したがって、電磁クラッチ３１が正常に作動しており、操舵反力用ＥＣＵ４６によって操舵反力用電動モータ１３が通常反力制御されている場合には、図１３に示すように、操舵角θの入力方向と操舵トルクTの入力方向が一致する。一方、電磁クラッチ３１が正常に作動している状況においては、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、通常転舵制御された転舵用電動モータ２２によって、目標転舵角δ*となるように転舵される。
【００７７】
ところが、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生した場合、より詳しくは、電磁クラッチ３１が誤接続状態となった場合には、操舵角θの入力方向と操舵トルクTの入力方向が一致しなくなる。具体的に説明すると、今、操舵反力用ＥＣＵ４６が通常反力制御し、転舵用ＥＣＵ４７が通常転舵制御しており、車両が旋回している状況を考える。この状況において、電磁クラッチ３１が誤接続状態になると、上述したように、セルフステアが発生し、操舵ハンドル１１が自動的に回動を開始する状態となる。このようにセルフステアが発生した状態においては、運転者は、自身が意図した車両の旋回状態を維持するために、操舵ハンドル１１の自動的な回動を止めるべく、これまで入力していた方向とは逆方向に操舵トルクTを付与するようになる。すなわち、操舵角θの入力方向と操舵トルクTの入力方向とが一致せず、操舵角θと操舵トルクTとの関係を図示すれば、図１３に示す領域Ａに包含される関係となる。
【００７８】
このことに基づき、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ９２にて、検出された操舵角θの入力方向と操舵トルクTの入力方向、より具体的には、検出された操舵角θと操舵トルクTの符号を比較する。そして、操舵角θと操舵トルクTの符号が一致していれば、セルフステアが発生していない、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生していないため、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ９３に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ９３にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の正常を表す値”０”に設定する。
【００７９】
一方、チェック用ＥＣＵ４５は、操舵角θと操舵トルクTの符号が一致していなければ、セルフステアが発生している、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生しているため、「Ｎｏ」と判定してステップＳ９４に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ９４にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の異常を表す値”１”に設定する。
【００８０】
前記ステップＳ９３または前記ステップＳ９４の処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ９５にて、設定した異常フラグMBFを操舵反力用ＥＣＵ４６および転舵用ＥＣＵ４７に対して出力する。このように、異常フラグMBFを出力すると、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ９６にて、チェックプログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、チェックプログラムの実行を開始する。一方で、操舵反力用ＥＣＵ４６は図４に示した操舵反力制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行し、転舵用ＥＣＵ４７は図５に示した転舵制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行する。したがって、上記第１実施形態と同様に、異常フラグMBFの設定値に応じて、操舵反力制御と転舵制御が適切に行われる。
【００８１】
以上の説明からも理解できるように、この第２実施形態の第１変形例によれば、操舵角θの入力方向に対する操舵トルクTの入力方向の変化に基づき、セルフステアの発生すなわち電磁クラッチ３１の異常発生を判定することができる。これにより、上述した第２実施形態に比して、より早急にかつ的確に、電磁クラッチ３１の異常発生を検出することができる。
【００８２】
すなわち、上記第２実施形態においては、操舵ハンドル１１の操舵角θを入力し、同入力した操舵角θに基づく操舵角速度θ'および操舵角加速度θ''を所定の操舵角速度θa'および操舵角加速度θa''と比較することにより、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定するようにした。しかしながら、この場合には、セルフステア発生時における操舵角速度θ'や操舵角加速度θ''は、転舵用電動モータ２２が発生する回転駆動力に依存するものであり、例えば、バッテリー電圧や路面の状態、車速などによって変化する可能性がある。また、このように変化する操舵角速度θ'や操舵角加速度θ''に応じて所定の操舵角速度θa'や所定の操舵角加速度θa''を適切に設定しておく必要もある。そして、このように変化する要素を用いてセルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定する場合には、判定処理における時間遅れも懸念される。
【００８３】
これに対して、第１変形例においては、操舵角θの入力方向に対する操舵トルクTの入力方向の変化に基づいて電磁クラッチ３１の異常発生を判定することができる。これにより、上述したような異常判定に影響を及ぼす外的な要素がなく、判定処理における時間遅れを低減することができる。したがって、電磁クラッチ３１の異常発生を、より早急にかつ的確に判定することができる。
【００８４】
ｄ．第２実施形態の第２変形例
次に、操舵角速度θ'と実転舵角δの時間微分値dδ／dt（以下、この微分値を転舵角速度δ'という）とに基づいて、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定する第２変形例を説明する。この第２変形例においては、図１にて破線で示すように、チェック用ＥＣＵ４５に対して、転舵角センサ４３が接続されて構成される。そして、この第２変形例においては、イグニッションスイッチが投入された後、チェック用ＥＣＵ４５は、図１４に示すチェック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。なお、この第２変形例においても、イグニッションスイッチが投入されると、電磁クラッチ３１が切断状態に制御されるものとして説明する。
【００８５】
チェック用ＥＣＵ４５は、図示しない初期化処理の実行後、ステップＳ１１０にてチェックプログラムの実行を開始し、ステップＳ１１１にて、操舵角センサ４１によって検出された操舵角θを入力するとともに、転舵角センサ４３によって検出された実転舵角δを入力する。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、続くステップＳ１１２にて、前記入力した操舵角θを用いて操舵角速度θ'を計算するとともに、前記入力した転舵角δを用いて転舵角速度δ'を計算する。
【００８６】
前記ステップＳ１１２の演算処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜と転舵角速度δ'の絶対値｜δ'｜の大きさを比較することによって、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定する。以下、この判定を、図１５を用いて詳細に説明する。
【００８７】
上記第１実施形態で説明したように、電磁クラッチ３１が正常に作動している状況では、転舵用ＥＣＵ４７は転舵用電動モータ２２を通常転舵制御する。この状況においては、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作量（すなわち操舵角θ）に対して、非線形的に大きく計算された目標転舵角δ*まで左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵させるため、図１５に示すように、操舵角速度θ'に比して転舵角速度δ'が大きくなる。ところが、電磁クラッチ３１が誤接続状態となった場合には、操舵角速度θ'と転舵角速度δ'が一致する、または、ラックバー２１とピニオンギア２５との間の減速比を考慮すれば転舵角速度δ'が操舵角速度θ'よりも小さくなる。すなわち、操舵角速度θ'と転舵角速度δ'との関係を図示すれば、図１５に示す領域Ｂに包含される関係となる。
【００８８】
このことに基づき、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１１３にて、計算した転舵角速度δ'が計算した操舵角速度θ'よりも大きければ、セルフステアが発生していない、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生していないため、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１１４に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１１４にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の正常を表す値”０”に設定する。
【００８９】
一方、計算した転舵角速度δ'が計算した操舵角速度θ'以下であれば、セルフステアが発生している、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生しているため、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１１５に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１１５にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の異常を表す値”１”に設定する。
【００９０】
前記ステップＳ１１４または前記ステップＳ１１５の処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１１６にて、設定した異常フラグMBFを操舵反力用ＥＣＵ４６および転舵用ＥＣＵ４７に対して出力する。このように、異常フラグMBFを出力すると、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１１７にて、チェックプログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、チェックプログラムの実行を開始する。一方で、操舵反力用ＥＣＵ４６は図４に示した操舵反力制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行し、転舵用ＥＣＵ４７は図５に示した転舵制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行する。したがって、上記第１実施形態と同様に、異常フラグMBFの設定値に応じて、操舵反力制御と転舵制御が適切に行われる。
【００９１】
以上の説明からも理解できるように、この第２変形例によれば、操舵トルクセンサ４２を採用することなく、的確かつ早急に、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定することができる。したがって、特に、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４とが分離されているため、操舵トルクセンサ４２の配置が制限される場合があるが、この第２変形例によれば、操舵トルクセンサ４２を設置するためのスペースを確保する必要がなく、操舵装置の搭載自由度を十分に確保することができる。その他の効果については、上記第１変形例と同様の効果が期待できる。
【００９２】
ここで、上記第２変形例においては、操舵角速度θ'の絶対値｜θ'｜と転舵角速度δ'の絶対値｜δ'｜の大きさを比較することによって、セルフステアの発生、言い換えれば、電磁クラッチ３１の異常発生を判定するようにした。この場合、操舵角θの絶対値｜θ｜と実転舵角δの絶対値｜δ｜の大きさを比較するようにしてもよい。このように、操舵角センサ４１によって検出された操舵角θおよび転舵角センサ４３によって検出された転舵角δを採用することにより、操舵角速度θ'および転舵角速度δ'の計算を省略することができる。また、操舵角加速度θ''の絶対値｜θ''｜と、転舵角速度δ'の時間微分値dθ'／dt（以下、この微分値を転舵角加速度δ''という）の絶対値｜δ''｜の大きさを比較するようにしてもよい。このように、操舵角加速度θ''および転舵角加速度δ''を採用することにより、セルフステアの発生を鋭敏に検出することができる。そして、これらの場合においても、上記第２変形例と同様の効果が期待できる。
【００９３】
ｅ．第２実施形態の第３変形例
次に、操舵トルクセンサ４２によって検出される操舵トルクTの大きさの変化に基づいて、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定する第２実施形態の第３変形例を説明する。
【００９４】
この第３変形例においては、イグニッションスイッチが投入された後、チェック用ＥＣＵ４５は、図１６に示すチェック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。なお、この第３変形例においても、イグニッションスイッチが投入されると、電磁クラッチ３１が切断状態に制御されるものとして説明する。
【００９５】
チェック用ＥＣＵ４５は、図示しない初期化処理の実行後、ステップＳ１３０にてチェックプログラムの実行を開始し、ステップＳ１３１にて、操舵トルクセンサ４２によって検出された操舵トルクTを入力する。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１３２にて、入力した操舵トルクTの大きさが急激に変化しているか否かを判定する。以下、この判定を、図１７を用いて詳細に説明する。
【００９６】
上述した第２実施形態の第１変形例で説明したように、操舵反力用ＥＣＵ４６によって操舵反力用電動モータ１３が通常反力制御されている状況では、運転者は、付与される操舵反力に抗して操舵トルクTを入力する。しかし、セルフステアが発生すると、運転者が回動操作している方向へ操舵ハンドル１１が自動的に回動するため、運転者は急激に操舵トルクTが小さくなる感覚、所謂、トルク抜けを知覚する。すなわち、図１７に示すように、破線で示す通常反力制御時に知覚する操舵トルクTの変化特性が、セルフステアが発生することによって実線で示すように急激に小さく変化する。
【００９７】
このことに基づき、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１３２にて、入力した操舵トルクTが通常反力制御時における変化特性で推移していれば、セルフステアが発生していない、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生していないため、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１３３に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１３３にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の正常を表す値”０”に設定する。
【００９８】
一方、入力した操舵トルクTが通常反力制御時における変化特性から急激に変化していれば、セルフステアが発生している、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生しているため、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１３４に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１３４にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の異常を表す値”１”に設定する。
【００９９】
前記ステップＳ１３３または前記ステップＳ１３４の処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１３５にて、設定した異常フラグMBFを操舵反力用ＥＣＵ４６および転舵用ＥＣＵ４７に対して出力する。このように、異常フラグMBFを出力すると、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１３６にて、チェックプログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、チェックプログラムの実行を開始する。一方で、操舵反力用ＥＣＵ４６は図４に示した操舵反力制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行し、転舵用ＥＣＵ４７は図５に示した転舵制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行する。したがって、上記第１実施形態と同様に、異常フラグMBFの設定値に応じて、操舵反力制御と転舵制御が適切に行われる。
【０１００】
以上の説明からも理解できるように、この第３変形例によれば、操舵トルクTの大きさの変化に基づいて電磁クラッチ３１の異常発生を判定することができる。これにより、この第３変形例においても、上記第２実施形態における異常判定に影響を及ぼす外的な要素がなく、判定処理における時間遅れを低減することができる。したがって、電磁クラッチ３１の異常発生を、より高速にかつ的確に判定することができる。
【０１０１】
ｆ．第２実施形態の第４変形例
次に、目標転舵角δ*と実転舵角δとの差分値の変化に基づいて、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定する第４変形例を説明する。
【０１０２】
この第４変形例においては、イグニッションスイッチが投入された後、チェック用ＥＣＵ４５は、図１８に示すチェック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。なお、この第４変形例においても、イグニッションスイッチが投入されると、電磁クラッチ３１が切断状態に制御されるものとして説明する。
【０１０３】
チェック用ＥＣＵ４５は、図示しない初期化処理の実行後、ステップＳ１５０にてチェックプログラムの実行を開始し、ステップＳ１５１にて、転舵角センサ４３によって検出された実転舵角δを入力する。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１５２にて、入力した実転舵角δと転舵用ＥＣＵ４７によって計算された目標転舵角δ*との差分値の変化比率が一定の比率で変化しているか否かを判定する。以下、この判定を、図１９を用いて詳細に説明する。
【０１０４】
上述した第１実施形態で説明したように、電磁クラッチ３１が正常に作動している状況では、転舵用ＥＣＵ４７は、転舵制御プログラムのステップＳ５４〜Ｓ５６の各処理を実行することによって、非線形的に変化する目標転舵角δ*を計算する。そして、転舵用ＥＣＵ４７は、転舵制御プログラムのステップＳ５７にて、検出した実転舵角δが目標転舵角δ*と一致するように、転舵用電動モータ２２の回転を制御する。この状況において、電磁クラッチ３１が誤接続状態になると、上述したように、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４とが機械的に連結され、運転者による操舵ハンドル１１の回動操作によって、操舵角θに対して実転舵角δが線形的に変化するように左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵される。ここで、通常転舵制御時の実転舵角δ（目標転舵角δ*）とセルフステア発生時すなわち電磁クラッチ３１が誤接続状態にある時の実転舵角δとの差分値を考えると、図１９に示すように、操舵角θの変化に対して差分値が一定の比率で増加する。
【０１０５】
このことに基づき、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１５２にて、計算された目標転舵角δ*と入力した実転舵角δとの差分値が一定の比率で増加していなければ、すなわち、目標転舵角δ*と実転舵角δとが略一致した状態で変化していれば、セルフステアが発生していない、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生していないため、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１５３に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１５３にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の正常を表す値”０”に設定する。
【０１０６】
一方、計算された目標転舵角δ*と入力した実転舵角δとの差分値が一定の比率で増加していれば、セルフステアが発生している、言い換えれば、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生しているため、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１５４に進む。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１５４にて、異常フラグMBFの値を、電磁クラッチ３１の異常を表す値”１”に設定する。
【０１０７】
前記ステップＳ１５３または前記ステップＳ１５４の処理後、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１５５にて、設定した異常フラグMBFを操舵反力用ＥＣＵ４６および転舵用ＥＣＵ４７に対して出力する。このように、異常フラグMBFを出力すると、チェック用ＥＣＵ４５は、ステップＳ１５６にて、チェックプログラムの実行を一旦終了し、所定の短時間経過後、ふたたび、チェックプログラムの実行を開始する。一方で、操舵反力用ＥＣＵ４６は図４に示した操舵反力制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行し、転舵用ＥＣＵ４７は図５に示した転舵制御プログラムを上記第１実施形態と同様に実行する。したがって、上記第１実施形態と同様に、異常フラグMBFの設定値に応じて、操舵反力制御と転舵制御が適切に行われる。
【０１０８】
以上の説明からも理解できるように、この第４変形例によれば、目標転舵角δ*と実転舵角δとの差分値の変化比率に基づいて電磁クラッチ３１の異常発生を判定することができる。これにより、この第４変形例においても、上記第２実施形態における異常判定に影響を及ぼす外的な要素がなく、判定処理における時間遅れを低減することができる。したがって、電磁クラッチ３１の異常発生を、より高速にかつ的確に判定することができる。
【０１０９】
また、この第４変形例においても、操舵トルクセンサ４２を採用することなく、的確かつ早急に、セルフステアの発生、すなわち、電磁クラッチ３１の異常発生を判定することができる。したがって、特に、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４とが分離されているため、操舵トルクセンサ４２の配置が制限される場合があるが、この第４変形例によれば、操舵トルクセンサ４２を設置するためのスペースを確保する必要がなく、操舵装置の搭載自由度を十分に確保することができる。その他の効果については、上記第１変形例と同様の効果が期待できる。
【０１１０】
ｇ．その他の変形例
【０１１１】
上記第１実施形態、第２実施形態およびその各変形例においては、車両の操舵装置をステアリングバイワイヤ方式で作動させるべく、チェック用ＥＣＵ４５が電磁クラッチ３１の誤接続状態を検出するように実施した。しかしながら、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置においては、必要に応じて、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４とを連結した状態で作動させる場合もある。この場合には、電磁クラッチ３１が接続状態に確実に移行している必要があり、チェック用ＥＣＵ４５は、電磁クラッチ３１が接続状態に制御されているにもかかわらず切断状態を維持する（以下、この状態を誤切断状態という）しているか否かを判定する必要がある。このように、チェック用ＥＣＵ４５が電磁クラッチ３１の誤切断状態を判定する場合であっても、上述した各チェックプログラムを実行することによって、簡単にかつ的確に判定することができる。以下、具体的に説明しておく。
【０１１２】
まず、上記第１実施形態におけるチェックプログラムを用いて、運転者による最初の回動操作時に電磁クラッチ３１の誤切断状態を判定する場合から説明する。この場合、チェック用ＥＣＵ４５は、図２におけるチェックプログラムにおける前記ステップＳ１２に代えて、電磁クラッチ３１を接続状態に制御する。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、前記ステップＳ１４に代えて、操舵トルクTが目標トルクToよりも大きいか否かを判定する。これにより、チェック用ＥＣＵ４５は、電磁クラッチ３１が誤切断状態であるか否かを判定することができる。すなわち、この判定において、操舵トルクTが目標トルクToよりも大きければ、電磁クラッチ３１が正常に作動しているため、異常フラグMBFの値を”０”に設定する。一方、操舵トルクTが目標トルクTo以下であれば、電磁クラッチ３１が誤切断状態を維持しているため、異常フラグMBFを”１”に設定する。このように、電磁クラッチ３１の誤切断状態を判定する場合であっても、簡単にかつ的確に判定することができる。
【０１１３】
次に、上記第２実施形態および各変形例におけるチェックプログラムを用いて、走行中において電磁クラッチ３１の誤切断状態を判定する場合を説明する。この場合においては、チェック用ＥＣＵ４５は、敢えて僅かなセルフステアを発生させて、電磁クラッチ３１の誤切断状態を判定する。すなわち、チェック用ＥＣＵ４５は、上記第２実施形態におけるチェックプログラムのステップＳ７３，７４、第１変形例におけるチェックプログラムのステップＳ９２、第２変形例におけるチェックプログラムのステップＳ１１３、第３変形例におけるチェックプログラムのステップＳ１３２、および第４変形例におけるチェックプログラムのステップＳ１５２の判定処理にて、セルフステアの発生が認められれば、電磁クラッチ３１が正常であると判定する。そして、チェック用ＥＣＵ４５は、異常フラグMBFを”０”に設定する。一方、セルフステアの発生が認められなければ、電磁クラッチ３１が誤切断状態を維持していると判定し、異常フラグMBFを”１”に設定する。そして、この場合においても、電磁クラッチ３１の誤切断状態を簡単にかつ的確に判定することができる。
【０１１４】
なお、上述ように、電磁クラッチ３１の誤切断状態を判定するようにした場合、言い換えれば、上記各実施形態および各変形例における電磁クラッチ３１の正常と異常とが逆転する場合には、操舵反力用ＥＣＵ４６による操舵反力用電動モータ１３の制御内容と転舵用ＥＣＵ４７による転舵用電動モータ２２の制御内容も逆転する。すなわち、チェック用ＥＣＵ４５が電磁クラッチ３１の誤切断状態を判定する場合において、異常フラグMBFが”０”に設定されていれば、操舵反力用ＥＣＵ４６は操舵反力制御プログラムを実行することによって操舵反力用電動モータ１３をアシスト制御し、転舵用ＥＣＵ４７は転舵制御プログラムを実行することによって転舵用電動モータ２２を停止制御する。一方、異常フラグMBFが”１に設定されていれば、操舵反力用ＥＣＵ４６は操舵反力制御プログラムを実行することによって操舵反力用電動モータ１３を通常反力制御し、転舵用ＥＣＵ４７は転舵制御プログラムを実行することによって転舵用電動モータ２２を通常転舵制御する。
【０１１５】
また、上記各実施形態および各変形例においては、図１に示したように、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４とを電磁クラッチ３１が直接連結する構造を採用して実施した。しかしながら、操舵装置の車両搭載性を考慮して、例えば、図２０に示すように、操舵入力軸１２と転舵出力軸２４との間に中間部材としてのケーブル３２を配置して実施することもできる。
【０１１６】
この構成において、ケーブル３２は、操舵入力軸１２の軸線周りの回転を転舵出力軸２４に伝達する。したがって、ケーブル３２の上端の固定部材３２ａと操舵入力軸１２の下端との間には電磁クラッチ３１が配置される。また、ケーブル３２の下端の固定部材３２ｂと転舵出力軸２４の上端との間には電磁クラッチ３３が配置される。なお、電磁クラッチ３３は、電磁クラッチ３１と同様に、非通電状態にて接続状態に設定されて、ケーブル３２と転舵出力軸２４とを動力伝達可能に連結し、通電状態にて切断状態に設定されて、ケーブル３２と転舵出力軸２４とを動力伝達不能に切り離す。
【０１１７】
そして、このように構成された操舵装置においては、チェック用ＥＣＵ４５は、電磁クラッチ３１および電磁クラッチ３３の両方に作動異常が発生して誤接続状態にあるときに、異常フラグMBFの値を”１”に設定して出力する。これは、両電磁クラッチ３１，３３が誤接続状態にあるときには、操舵入力軸１２、ケーブル３２および転舵出力軸２４が機械的に連結された状態であり、セルフステアを発生するからである。一方、電磁クラッチ３１および電磁クラッチ３３のいずれか一方、または、両電磁クラッチ３１，３３が正常に作動しているときに、異常フラグMBFの値を”０”に設定して出力する。これは、電磁クラッチ３１および電磁クラッチ３３のいずれか一方、または、両電磁クラッチ３１，３３が切断状態にあれば、操舵入力軸１２、ケーブル３２および転舵出力軸２４が少なくとも機械的に（一体的に）連結されておらず、セルフステアを発生しないからである。
【０１１８】
そして、このように構成した操舵装置においても、上述した各実施形態および各変形例と同様の効果を期待できる。さらに、操舵装置を車両に搭載するときの自由度を良好に確保することができる。
【０１１９】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記各実施形態および各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において種々の変更が可能である。
【０１２０】
例えば、上記各実施形態および各変形例においては、チェック用ＥＣＵ４５が電磁クラッチ３１の作動に異常が発生したと判定したとき、運転者に対して、電磁クラッチ３１の作動異常を報知するように実施することも可能である。具体的には、チェック用ＥＣＵ４５は、電磁クラッチ３１の作動に異常が発生したと判定した後、異常フラグMBFを”１”に設定するとともに、例えば、警報器に警報を発生させるようにするとよい。これにより、運転者は、電磁クラッチ３１の作動異常を知ることができる。
【０１２１】
また、上記各実施形態および各変形例においては、車両を操舵するために回動操作される操舵ハンドル１１を用いるようにした。しかし、これに代えて、例えば、直線的に変位するジョイスティックタイプの操舵ハンドルを用いてもよいし、その他、運転者によって操作されるとともに車両に対する操舵を指示できるものであれば、いかなるものを用いてもよい。
【０１２２】
また、上記各実施形態および各変形例においては、転舵用電動モータ２２がラックバー２１をリニアに変位させて、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにした。これに代えて、転舵用電動モータ２２が転舵出力軸２４を回転させることにより、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の各実施形態に係る共通の車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】図１のチェック用ＥＣＵにより実行されるチェックプログラムのフローチャートである。
【図３】操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフであって、電磁クラッチの正常または異常時における操舵トルクの変化を説明するための図である。
【図４】図１の操舵反力用ＥＣＵにより実行される操舵反力制御プログラムのフローチャートである。
【図５】図１の転舵用ＥＣＵにより実行される転舵制御プログラムのフローチャートである。
【図６】操舵角と目標操舵反力との関係を示すグラフである。
【図７】操舵角と目標アシストトルクとの関係を示すグラフである。
【図８】操舵角と目標転舵角との関係を示すグラフである。
【図９】車速と車速係数との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係り、図１のチェック用ＥＣＵにより実行されるチェックプログラムのフローチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、操舵角、操舵角速度および操舵角加速度の時間推移を概略的に示すものあって、セルフステアの発生前後における操舵角、操舵角速度および操舵角加速度の変化を説明するための図である。
【図１２】上記第２実施形態の第１変形例に係るチェックプログラムのフローチャートである。
【図１３】セルフステア発生時における操舵角と操舵トルクの関係を説明するための図である。
【図１４】上記第２実施形態の第２変形例に係るチェックプログラムのフローチャートである。
【図１５】セルフステア発生時における操舵角速度と転舵角速度との関係を説明するための図である。
【図１６】上記第２実施形態の第３変形例に係るチェックプログラムのフローチャートである。
【図１７】セルフステア発生時における操舵角と操舵トルクの関係を説明するための図である。
【図１８】上記第２実施形態の第４変形例に係るチェックプログラムのフローチャートである。
【図１９】操舵角と転舵角の関係を示すものであって、通常転舵制御時と電磁クラッチ接続時における転舵角の変化を説明するための図である。
【図２０】本発明のその他の変形例に係る車両の操舵装置の全体概略図である。
【符号の説明】
【０１２４】
ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、１１…操舵ハンドル、１２…操舵入力軸、１３…操舵反力用電動モータ、２１…ラックバー、２２…転舵用電動モータ、２４…転舵出力軸、３１…電磁クラッチ、４１…操舵角センサ、４２…操舵トルクセンサ、４３…転舵角センサ、４４…車速センサ、４５…チェック用ＥＣＵ、４６…操舵反力用ＥＣＵ、４７…転舵用ＥＣＵ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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