(57)【要約】【課題】ＳＢＷシステムの舵角センサの失陥診断が可能な車両用操舵システムを提供する。【解決手段】システム起動時において、クラッチを係合解除する前のハンドルの操舵角ならびにタイヤの転舵角との位相角差と、システム終了時のクラッチ係合状態で記憶した操舵角ならびに転舵角との位相角差を比較して、操舵角センサ、およ転舵角センサの失陥診断を実施する。具体的には、制御部は、クラッチをＩＧオフ時には機械的連結状態になるように制御して操舵角および転舵角に関する情報を記憶部に記憶する。次回起動時に、記憶部に格納された情報を参照して、前回終了時に記憶した操舵角と転舵角との関係性が保たれていなければ、少なくとも操舵角検出部、および転舵角検出部の、いずれか一方が失陥していると判定する。【選択図】図１
2016000545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材に対して操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、
前記操舵部材に係る操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記転舵輪を転舵するための転舵力を付与する転舵アクチュエータを有し、前記操舵部に対し機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵可能な転舵部と、
前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、
前記操舵部及び前記転舵部の間を機械的な連結状態にし、又は切離状態にする動作を行う切替アクチュエータを有するクラッチ装置と、
前記転舵輪の実転舵角を、少なくとも前記操舵角に基づき算出される目標転舵角に追従させるように前記転舵アクチュエータの駆動制御を行う制御部と、
前記操舵角検出部および前記転舵角検出部の計測値に基づく情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記クラッチ装置をＩＧオフ時には機械的連結状態になるように制御して前記操舵角および前記転舵角に関する情報を前記記憶部に記憶するとともに、次回起動時に、前記記憶部に格納された前記情報を参照して、前回終了時に記憶した前記操舵角と前記転舵角との関係が保たれているか否かを確認し、関係が保たれていないときには、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部の、いずれか一方が失陥していると判定する
ことを特徴とする、車両用操舵システム。
【請求項２】
前記制御部は、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部のいずれか一方が失陥していると判定した場合には、ＳＢＷモード以外のモードを実行することを特徴とする、請求項１記載の車両用操舵システム。
【請求項３】
前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部は、絶対角センサであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用操舵システム。
【請求項４】
前記車両は車両挙動検出手段をさらに備え、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部のいずれか一方が失陥していると判定された場合には、車両挙動量と、前記転舵角を比較し、前記転舵角検出部の失陥か否かを判定することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用操舵システム。
【請求項５】
前記情報は前記操舵角検出部と前記転舵角検出部とがそれぞれ検出した位相角の差分である位相角差であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用操舵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１によれば、操舵軸と転舵軸との機械的連結があるＥＰＳ（Electronic Power Steering：電動パワーステアリング）システムにおける、絶対角センサである舵角センサの失陥診断手法、具体的には、操舵角センサ１７に関する失陥診断手法が記載されている（特許文献１の要約、請求項１〜５などを参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０４２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、ＳＢＷ（Steer By Wire：ステア・バイ・ワイヤ）システムにおける絶対角センサである舵角センサ、具体的には操舵角センサおよび転舵角センサ、に関する失陥診断手法については、開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、ＳＢＷシステムにおける舵角センサの失陥診断が可能な車両用操舵システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態は、車両の転舵輪を転舵する際に操作される操舵部材に対して操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、前記操舵部材に係る操舵角を検出する操舵角検出部と、前記転舵輪を転舵するための転舵力を付与する転舵アクチュエータを有し、前記操舵部に対し機械的に切り離された状態で前記転舵輪を転舵可能な転舵部と、前記転舵輪に係る転舵角を検出する転舵角検出部と、前記操舵部及び前記転舵部の間を機械的な連結状態にし、又は切離状態にする動作を行う切替アクチュエータを有するクラッチ装置と、前記転舵輪の実転舵角を、少なくとも前記操舵角に基づき算出される目標転舵角に追従させるように前記転舵アクチュエータの駆動制御を行う制御部と、前記操舵角検出部および前記転舵角検出部の計測値に基づく情報を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記クラッチ装置をＩＧオフ時には機械的連結状態になるように制御して前記操舵角および前記転舵角に関する情報を前記記憶部に記憶するとともに、次回起動時に、前記記憶部に格納された前記情報を参照して、前回終了時に記憶した前記操舵角と前記転舵角との関係が保たれているか否かを確認し、関係が保たれていないときには、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部の、いずれか一方が失陥していると判定することを特徴とする。
【０００７】
一般に、クラッチ機構による機械的接続機構を有するステア・バイ・ワイヤシステムにおいて、クラッチ係合直後からクラッチ係合解除前の状態において、ハンドルとタイヤ（転舵輪）は機械的に接続された状態となる。このため、ハンドル角とタイヤ角の関係、例えば位相角差は、所定の状態を保持するという性質が知られている。
本発明によれば、その関係性を利用して、既設の操舵角センサ、およびラックストロークセンサからセンシングされた値をもとに、これらの舵角センサの失陥診断を行う。ゆえに、失陥診断のためのセンサを別途設ける必要が特にない。このため、シンプルかつ低コストな、ＳＢＷシステムにおける舵角センサの失陥診断機能を有する、車両用操舵システムを構築することができる。
【０００８】
前記制御部は、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部のいずれか一方が失陥していると判定した場合には、ＳＢＷモード以外のモードを実行することを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部のいずれか一方が失陥していると判定した場合には、ＳＢＷモード以外のモードが実行される。これにより、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部のいずれか一方が失陥している場合において、ＳＢＷモードを実行することが回避される。これにより、走行の安全性が確保される。
【００１０】
前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部は、絶対角センサであることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、操舵角検出部、および転舵角検出部が、相対角センサよりも分解能が比較的高くない絶対角センサで構成されるような場合でも、失陥診断を行うことができる。
【００１２】
前記車両は車両挙動検出手段をさらに備え、少なくとも前記操舵角検出部、および前記転舵角検出部のいずれか一方が失陥していると判定された場合には、車両挙動量と、前記転舵角を比較し、前記転舵角検出部の失陥か否かを判定することを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、車両挙動検出手段を備える車両では、少なくとも操舵角検出部、および転舵角検出部のいずれか一方が失陥していると判定された場合に、その失陥が、転舵角検出部の失陥によるものか否かを判定することができる。これにより、より具体的な失陥診断を行うことができる。
【００１４】
前記情報は前記操舵角検出部と前記転舵角検出部とがそれぞれ検出した位相角の差分である位相角差であることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、操舵角検出部、および転舵角検出部がそれぞれ検出した位相角の情報それ自体を記憶させる場合と比較して、記憶させるべき情報量を半減させることができる。ゆえに、記憶部の記憶容量を減らすことができ、低コスト化を達成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＳＢＷシステムにおける舵角センサの失陥診断が可能な車両用操舵システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用操舵システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用操舵システムの失陥診断部が実行する、ＳＢＷシステム終了処理を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用操舵システムの失陥診断部が実行する、ＳＢＷシステム起動処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用操舵システムの概略構成図である。
車両用操舵システム１１は、ステア・バイ・ワイヤ（Steer By Wire：ＳＢＷ）方式の操舵装置である。この車両用操舵システム１１は、後述する転舵モータ２９の駆動により転舵力を発生させる機能（ＳＢＷモード）を備えている。また、例えば操舵反力モータ１６の失陥時などのシステムの不具合の際において、転舵モータ２９の駆動により、運転者の手動による操舵にかかるアシスト力を発生させる電動パワーステアリング（Electronic Power Steering：ＥＰＳ）機能（ＥＰＳモード）も備えている。さらに、例えば操舵反力モータ１６および転舵モータ２９の失陥時において、運転者の手動による操舵を行わせる機能（マニュアルステアリングモード）も備えている。
【００１９】
前記の諸機能を実現するために、車両用操舵システム１１は、図１に示すように、操舵部１２、操舵反力発生装置１５、転舵装置１７、クラッチ機構１９（連結機構）、制御装置４０などを備えている。車両用操舵システム１１は、車両Ｖに搭載されている。車両Ｖは、一対の転舵輪２１ａ，２１ｂを備える。
【００２０】
操舵部１２は、車両Ｖの操舵のためのハンドル１３（操舵部材）の操作入力がされる装置である。操舵部１２のハンドル１３は、運転者の運転意図にしたがって操作される車両Ｖの操舵を行うための部材である。ハンドル１３には、操舵軸２３が設けられている。操舵軸２３は、運転者によるハンドル１３の操作にしたがって、軸周りに回転するように構成されている。
【００２１】
操舵反力発生装置１５は、車両用操舵システム１１がＳＢＷモードで動作している際に、ハンドル１３を握る運転者の手元に操舵に係る反力（手応え）、すなわち操舵反力を発生させる機能を有する。操舵反力発生装置１５は、操舵反力モータ１６（操舵反力アクチュエータ）を有する。操舵反力モータ１６には、操舵軸２３が連結されている。操舵反力モータ１６は、操舵軸２３を軸周りに回転させるための操舵トルクを発生させる。これにより、車両用操舵システム１１がＳＢＷモードで動作している際に、ハンドル１３を握る運転者の手元には、操舵に係る反力（手応え）が伝えられる。
【００２２】
転舵装置（ステアリングギアボックス）１７は、周知のラック・アンド・ピニオン機構（図示せず）を介して、転舵軸２５の回転運動をラック軸２７の直線運動に変換する機能を有する。このラック・アンド・ピニオン機構は、ラックとピニオンとが噛み合い、ステアリングギアボックス１７のハウジング内に収納されている。ラックはラック軸２７に形成されている。転舵装置１７は、転舵モータ２９（転舵アクチュエータ）を有する。転舵モータ２９には、転舵軸２５およびラック軸２７が連結されている。転舵モータ２９は、ラック軸２７を軸方向に沿って直線運動させるための転舵トルクを発生させる。ラック軸２７には、図示しないタイロッドを介して一対の転舵輪２１ａ，２１ｂが連結されている。一対の転舵輪２１ａ，２１ｂは、ラック軸２７の直線運動によって転舵される。転舵軸２５、ラック軸２７、転舵装置１７などにより、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵を行う転舵機構５１を構成している。
【００２３】
クラッチ機構１９は、操舵軸２３と転舵軸２５とを選択的に接続し、または、切断する機能を有する。こうした機能を実現するために、クラッチ機構１９は、遊星歯車機構３１を備える。この遊星歯車機構３１は、内歯歯車３１ａと、遊星歯車３１ｂと、太陽歯車３１ｃと、遊星キャリア３１ｄと、を備えている。
また、クラッチ機構１９は、ロック用歯車３３およびロック装置３５を備える。ロック装置３５は、ロック用歯車３３の歯溝に係り合うロックピン３９と、ロックピン３９を駆動する電磁ソレノイド３７と、から構成される。
【００２４】
内歯歯車３１ａは、操舵軸２３の下端側に固定され、操舵軸２３と一体に回転するように構成される。太陽歯車３１ｃは、転舵軸２５と同軸の回転軸周りに自在に回転するように構成される。遊星歯車３１ｂは、太陽歯車３１ｃおよび内歯歯車３１ａのそれぞれに係り合うように複数設けられる。複数の遊星歯車３１ｂのそれぞれは、転舵軸２５と一体に回転する遊星キャリア３１ｄに対して回転自在に軸支されている。
ロック用歯車３３は、外歯歯車である。ロック用歯車３３は、太陽歯車３１ｃと一体に回転するように構成される。ロックピン３９は、図示しない付勢手段（弾性部材）によってロック用歯車３３に近接する方向に付勢されている。ロックピン３９がロック用歯車３３の歯溝に係り合うと、ロック用歯車３３の回転運動が規制されるようになっている。
【００２５】
電磁ソレノイド３７は、励磁電流の供給によってロックピン３９を引き込むように変位させることで、ロックピン３９とロック用歯車３３との係り合いを解除するように動作する。
ロック装置３５は、制御装置４０から送られてくる制御信号にしたがって動作する。制御装置４０は、電磁ソレノイド３７に励磁電流を供給することで、ロック用歯車３３に対するロックピン３９の係り合いを解除するように動作する。
次に、クラッチ機構１９の作用について説明する。ロックピン３９がロック用歯車３３の歯溝に係り合うと、ロック用歯車３３と一体に回転する太陽歯車３１ｃの回転運動が規制される。
【００２６】
太陽歯車３１ｃの回転運動が規制された状態で、運転者がハンドル１３を操作すると、操舵軸２３の回転に伴って内歯歯車３１ａが回転する。このとき、太陽歯車３１ｃの回転運動が規制されているため、遊星歯車３１ｂは自転しながら太陽歯車３１ｃの周囲を公転する。遊星歯車３１ｂの公転によって、遊星歯車３１ｂを軸支する遊星キャリア３１ｄおよびこの遊星キャリア３１ｄと一体に回転する転舵軸２５が回転する。このときの操舵軸２３の回転角度に対する転舵軸２５の回転角度の比率は、クラッチ機構１９において機械的に定まっている。
【００２７】
要するに、電磁ソレノイド３７がＯＦＦでロックピン３９がロック用歯車３３の歯溝に係り合った状態では、クラッチ機構１９は、操舵軸２３および転舵軸２５の間を接続する接続状態になる。このとき、操舵軸２３の回転力は、転舵軸２５へと伝えられる。
一方、電磁ソレノイド３７がＯＮになって、ロック用歯車３３の歯溝に対するロックピン３９の係り合いが解除されると、ロック用歯車３３と一体に回転する太陽歯車３１ｃは回転自在な状態になる。
【００２８】
太陽歯車３１ｃが回転自在な状態で、運転者がハンドル１３を操作すると、操舵軸２３の回転に伴って内歯歯車３１ａが回転する。このとき、遊星歯車３１ｂは、自転しながら太陽歯車３１ｃの周囲を公転しようとする。しかし、遊星キャリア３１ｄには、転舵軸２５およびラック軸２７を介して転舵輪２１ａ，２１ｂが連結されている。このため、遊星キャリア３１ｄの回転に対する抵抗力は、回転自在の状態にある太陽歯車３１ｃの回転に対する抵抗力と比べてはるかに大きい。したがって、遊星歯車３１ｂが自転すると、太陽歯車３１ｃの方が回転（自転）し、遊星キャリア３１ｄは回転しない。つまり、転舵軸２５は回転しない。
要するに、電磁ソレノイド３７がＯＮになって、ロック用歯車３３の歯溝に対するロックピン３９の係り合いが解消された状態では、クラッチ機構１９は、操舵軸２３と転舵軸２５との間を切断した切断状態になる。このとき、操舵軸２３の回転力は、転舵軸２５へと伝えられない。
【００２９】
なお、説明の便宜上、これ以降「クラッチ機構１９が係合」の旨を記載したときは、電磁ソレノイド３７がＯＦＦでロックピン３９がロック用歯車３３の歯溝に係り合った状態を指すものとする。このとき、クラッチ機構１９は操舵軸２３および転舵軸２５の間を接続する接続状態となり、操舵軸２３の回転力が転舵軸２５へと伝えられる状態となるものとする。
これに対して、「クラッチ機構１９が係合解除」の旨を記載したときは、電磁ソレノイド３７がＯＮで、ロック用歯車３３の歯溝に対するロックピン３９の係り合いが解消された状態を指すものとする。このとき、クラッチ機構１９は操舵軸２３と転舵軸２５との間を切断した切断状態となり、操舵軸２３の回転力が転舵軸２５へと伝えられない状態となるものとする。
【００３０】
制御装置４０は、車両用操舵システム１１の制御を行うための制御装置である。制御装置４０はマイクロコンピュータを中心に構成されている。
制御装置４０には、入力系統として、操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４３、操舵反力モータレゾルバ４５、転舵モータレゾルバ４７、ラックストロークセンサ４９が接続されている。
操舵角センサ４１および操舵トルクセンサ４３は、操舵軸２３に設けられている。操舵角センサ４１は、運転者によるハンドル１３の操舵回転量（操舵角）を検出し、検出した操舵角情報を制御装置４０に与える。
【００３１】
また、操舵トルクセンサ４３（操舵トルク情報取得部）は、運転者によるハンドル１３の操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに関する情報（操舵トルク情報）を制御装置４０に与える。
操舵反力モータレゾルバ４５は、操舵反力モータ１６に設けられている。操舵反力モータレゾルバ４５は、操舵反力モータ１６の回転動作量（操舵角）を検出し、検出した操舵角情報を制御装置４０に与える。
【００３２】
転舵モータレゾルバ４７は、転舵モータ２９に設けられている。転舵モータレゾルバ４７は、転舵モータ２９の回転動作量（転舵角）を検出し、検出した転舵角情報を制御装置４０に与える。
ラックストロークセンサ４９は、ラック軸２７に設けられている。ラックストロークセンサ４９は、ラック軸２７の直線移動量（転舵角）を検出し、検出した転舵角情報を制御装置４０に与える。
なお、ハンドル１３の操舵角を検出する操舵角センサ４１、およびラック軸２７の直線移動量から算出される転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角を検出するラックストロークセンサ４９は、分解能が比較的高くない、絶対角センサで構成されている。
一方、操舵反力モータレゾルバ４５、転舵モータレゾルバ４７は、操舵角センサ４１、ラックストロークセンサ４９よりも高分解能な、相対角センサで構成されている。
これらの絶対角の舵角センサ、具体的には、操舵角センサ４１、ラックストロークセンサ４９は、ＳＢＷシステムの起動時に、対応する高分解能な相対角センサであるレゾルバ、具体的には、操舵反力モータレゾルバ４５、転舵モータレゾルバ４７に対して、さらに詳しく補足すると、操舵角センサ４１は操舵反力モータレゾルバ４５に対して、また、ラックストロークセンサ４９は転舵モータレゾルバ４７に対して、センシングの基準点となるターゲットマーカ（操舵角の中点や転舵角の中点）を通知する役目を果たすものである。
一方、制御装置４０には、出力系統として、操舵反力モータ１６、転舵モータ２９、および、電磁ソレノイド３７が接続されている。
【００３３】
また、制御装置４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）７５を介して、車両Ｖの走行制御を掌るＥＣＵ７１、操作部７３などと、通信を行うことができる。
ここで、ＥＣＵ７１は、例えば車両Ｖを駆動するパワーユニット、すなわち車両Ｖに搭載されている内燃機関や電動モータを制御する制御装置を考えればよい。ＥＣＵ７１は、当該パワーユニットの状態を把握して、この情報を制御装置４０に通知することができる。
【００３４】
また、操作部７３は、車両Ｖの車室内のインパネなどに設けられたレバーやスイッチなどであり、例えば運転者が手動でＥＰＳモードからＳＢＷモードへ、モード切替えを行うための装置である。
【００３５】
次に、制御装置４０が実行する制御内容について説明する。
制御装置４０は、失陥診断部６０、第１モード制御部６１、第２モード制御部６２、およびモード切替部６３、舵角記憶部６４を備えている。
【００３６】
本実施形態における失陥診断部６０は、ハンドル１３の舵角センサである操舵角センサ４１、および転舵輪２１ａ，２１ｂの舵角センサであるラックストロークセンサ４９の失陥診断を行う診断部である。
なお、本実施形態が行われる前提として、パワーユニットのＩＧ（イグニッション）がオフにされるなどして、ＳＢＷシステムが終了となる際には、例えばＥＣＵ７１により、毎回クラッチ機構１９が係合状態となるように制御されるものとする。
これに対し、パワーユニットのＩＧがオンにされるなどして、ＳＢＷシステムが起動される際には、例えばＥＣＵ７１により、毎回クラッチ機構１９の係合状態を解除し、非係合状態となるように制御されるものとする。
この際、失陥診断部６０は、例えば、ＳＢＷシステム終了時に、クラッチ機構１９を係合した際のハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角との関係（例えば位相角の差分である、位相角差）などを、舵角記憶部６４に記憶する。例えば、具体的には、操舵角センサ４１の値と、ラックストロークセンサ４９の値、およびその両者の差分である位相角差の演算値を、舵角記憶部６４に記憶する。
そして次回ＳＢＷシステム起動時において、クラッチ機構１９の係合状態が解除されるより前の段階で、ハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角とをセンシングし、前回同様にその関係（例えば、位相角差）を計算する。
次に、失陥診断部６０は、舵角記憶部６４に記憶されている前回の計測値を参照して、ＳＢＷシステムのオンオフ前後で両者の値が、例えば演算された位相角差の値同士が、略一致しているか否かを判定する。換言すると、ハンドル１３の操舵角と転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角とに関するセンシング値が、ＳＢＷシステム起動時のクラッチ機構１９の係合解除前と、直前のＳＢＷシステム終了時のクラッチ機構１９の係合状態時に記憶された値とで、同じ関係を保っているか否かを判定する。ここで、略一致とは、例えば比較対象となっている値の差分（もしくは比）が、予め決められた所定閾値の範囲内にあるか否かを以って判定するようにすればよい。
このとき、両者の値が略一致していると判定される場合は、失陥診断部６０は、操舵角センサ４１、およびラックストロークセンサ４９はいずれも失陥しておらず、入力されてくる角度情報は正しい値であると判定する。そして、失陥診断部６０は、ＳＢＷモードに遷移するように、モード切替部６３に指令を送る。
また、この際に両者の値が略一致しているとは言えず、正しい値であるとは判定されない場合は、失陥診断部６０は、操舵角センサ４１、およびラックストロークセンサ４９のいずれかが失陥しているものと判定し、舵角センサの失陥モードへと遷移するよう、モード切替部６３に指令を送る。
なお、この判定方法は、クラッチ機構１９の係合直後からクラッチ機構１９の係合解除前の状態において、ハンドル１３と転舵輪２１ａ，２１ｂとは機械的に接続された状態となる。このため、ハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角との関係（例えば位相角差）は、所定状態を保持し続けるという性質を利用して行われるものである。
また、失陥診断部６０は、クラッチ機構１９の係合に関する失陥診断も行う。また、クラッチ機構１９が失陥していると判定される場合は、クラッチ機構１９の失陥モードを実行する（詳細後記）。
【００３７】
次に、第１モード制御部６１は、前記のＳＢＷモード（第１モード）の制御を行う。すなわち、第１モード制御部６１は、モード切替部６３から、ＳＢＷモード（第１モード）起動の指令を受けると、クラッチ機構１９（の電磁ソレノイド３７）、転舵モータ２９、反力モータ１６を制御して、ＳＢＷモードを実行する。つまり、第１モード制御部６１は、ＳＢＷモードを動作させるに際して、電磁ソレノイド３７を動作させて、クラッチ機構１９によって、操舵部１２側と転舵機構５１側とが切断された状態を維持する。そして、第１モード制御部６１は、操舵角センサ４１で検出するハンドル１３の操作状態に応じた転舵角となるように、転舵モータ２９を駆動する。換言すると、第１モード制御部６１は、転舵輪２１ａ，２１ｂの実転舵角を、操舵角センサ４１でセンシングする値に基づいて算出される目標転舵角に追従させるように、転舵モータ２９の駆動制御を行う。さらに、第１モード制御部６１は、転舵機構５１による転舵状態（ラックストロークセンサ４９（あるいは転舵モータレゾルバ４７）により検出する）に応じた操舵反力をハンドル１３に付与するように、操舵反力モータ１６を駆動する。これによって、第１モード制御部６１は、転舵モータ２９の駆動により転舵力を発生させることができる。
【００３８】
第２モード制御部６２は、ＳＢＷモード以外のモード、例えばＥＰＳモード（第２モード）の制御を行う。第２モードは前記の舵角センサ失陥モード時や、クラッチ機構１９の係合を解除できない時などに実行される。第２モード制御部６２は、モード切替部６３から、ＥＰＳモード（第２モード）起動の指令を受けると、クラッチ機構１９（の電磁ソレノイド３７）、転舵モータ２９、反力モータ１６を制御して、ＥＰＳモードを実行する。つまり、第２モード制御部６２は、電磁ソレノイド３７を駆動せず、ロックピン３９がロック用歯車３３が係り合った状態のままとして、操舵部１２側と転舵機構５１側とが接続された状態（手動操舵力が転舵機構５１に伝達される状態）を維持する。そして、第２モード制御部６２は、操舵トルクセンサ４３により検出した操舵トルク情報に基づいて、操舵反力モータ１６および転舵モータ２９のうち、少なくとも一方を駆動する。これによって、第２モード制御部６２は、運転者の手動による操舵にかかるアシスト力を発生させることができる。
【００３９】
モード切替部６３は、失陥診断部６０からのモード切替指令を受けて、第１モード制御部６１によるＳＢＷモードと第２モード制御部６２によるＥＰＳモードとの間のモードの切替制御を行う（なお、前記のとおり、マニュアルモードも存在するが、マニュアルモードの詳細や、マニュアルモードへの切替えについては説明を省略する）。すなわち、モード切替部６３は、通常はＳＢＷモードを維持するが、操舵反力モータ１６の異常の検出など、システムに不具合が生じたときは、ＳＢＷモードからＥＰＳモードに切り替える制御を行う。
ところで、このようにしてＥＰＳモードに切替えた後、ＥＰＳモードが動作している最中に前記のシステムの不具合は解消される場合がある。この場合には、モード切替部６３は、ＥＰＳモードからＳＢＷモードに戻す制御も担う。
【００４０】
舵角記憶部６４は、失陥診断部６０によって、例えばＳＢＷシステム終了時に、クラッチ機構１９を係合した際のハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角との関係（例えば位相角の差分である、位相角差）が記憶される記憶部である。前記の通り、具体的には、例えば操舵角センサ４１の値と、ラックストロークセンサ４９の値、その両者の差分である位相角差の演算値、などが記憶できるようにされている。
また、次回ＳＢＷシステムの起動時において、失陥診断部６０によって、舵角記憶部６４に記憶されているハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角とに関する関係値、具体的には前回の計測値や、位相角差などが参照される。これによって、前記の通り、ＳＢＷシステムのオンオフ前後で両者の値が、例えば演算した位相角差同士が、略一致しているか否かの判定が失陥診断部６０により行われる。
なお、舵角記憶部６４には、失陥診断部６０が操舵角センサ４１およびラックストロークセンサ４９からセンシングした値に基づいて演算する位相角差の値のみを記憶させるようにしてもよい。または、舵角記憶部６４には、操舵角センサ４１およびラックストロークセンサ４９からセンシングした値のみを記憶するようにして、位相角差は、失陥診断部６０がデータの読み出しの都度、毎回演算する構成としてもよい。要するに、舵角記憶部６４には、位相角差の情報そのものか、または位相角差を間接的に算出できるような情報が記憶されているものとする。
【００４１】
次に、図２および図３を参照しながら、本実施形態のＳＢＷシステムにおける操舵角センサならびにラックストロークセンサの失陥診断フローを説明する。
なお、前記の通り、本制御フローを実行する前提として、パワーユニットのＩＧ（イグニッション）がオフにされるなどしてＳＢＷシステムが終了となる際には、例えばＥＣＵ７１により、毎回クラッチ機構１９が係合状態となるように制御されるものとする。
また、パワーユニットのＩＧがオンにされるなどして、ＳＢＷシステムが起動される際には、例えばＥＣＵ７１により、毎回クラッチ機構１９の係合状態を解除し、非係合状態となるように制御されるものとする。
【００４２】
まず、図２を参照しながら、ＳＢＷシステムの終了処理に係る制御の一例を示すフローチャートを説明する。
ＩＧがオフにされると、ステップＳ１０において、制御装置４０の失陥診断部６０は、クラッチ機構１９が係合状態になっているか否かを判定する。なお、この判定は、例えばクラッチ機構１９のロックピン３９がロック用歯車３３に係合しているか否かを検知する不図示のセンサなどを用いて行っているものとする。
ステップＳ１０においてＹｅｓ、すなわち、クラッチ機構１９が係合状態になっていると判定される場合は、ステップＳ２０に進む。その一方、ステップＳ１０においてＮｏ、すなわち、クラッチ機構１９が係合状態になっていないと判定される場合は、ステップＳ３０に進む。
【００４３】
ステップＳ２０において、失陥診断部６０は、ハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角との関係（例えば位相角の差分である、位相角差）を、舵角記憶部６４に記憶する。具体的には、操舵角センサ４１の値、ラックストロークセンサ４９の値、およびそれらから演算される位相角差などを、舵角記憶部６４に記憶して、本フローを終了する。
【００４４】
ステップＳ３０において、失陥診断部６０は、係合されているはずのクラッチ機構１９が係合されていない場合にあたるので、クラッチ機構１９が失陥していると判定し、クラッチ機構１９の失陥モードを実行する。ここで、クラッチ機構１９の失陥モードとは、例えば図示しない警報ランプや警報音などで、運転者に報知したりすることが考えられる。その後、本フローを終了する。
【００４５】
次に、図３を参照しながら、ＳＢＷシステムの起動処理に係る制御の一例を示すフローチャートを説明する。
ステップＳ１００において、制御装置４０の失陥診断部６０は、クラッチ機構１９が係合状態となっているか否かを判定する。この判定は、前記のステップＳ１０と同様にして行えばよい。
ステップＳ１００においてＮｏ、すなわち、クラッチ機構１９が係合していないと判定される場合は、ステップＳ１５０に進む。なお、図２のステップＳ１０でＮｏと判定される場合においては、ステップＳ１００においても、Ｎｏと判定される可能性が高い。
【００４６】
ステップＳ１５０では、失陥診断部６０は、クラッチ機構１９の失陥モードを実行する。これは、ステップＳ３０と同様にして行えばよい。その後、本フローを終了する。
【００４７】
ステップＳ１００においてＹｅｓの場合は、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０において、失陥診断部６０は、クラッチ機構１９の係合状態が解除されるより前の段階で、ハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角とをセンシングし、その関係（例えば、位相角差）を計算する。また、これらの値と、舵角記憶部６４に記憶されている前回の計測値、またはそれに基づく演算値（例えば、位相角差）とを比較する。
【００４８】
次に、ステップＳ１２０において、失陥診断部６０は、両者の値、例えば演算した位相角差同士が、略一致しているか否かを判定する。
【００４９】
ステップＳ１２０でＮｏ、すなわち、今回のセンシングに基づく値と、舵角記憶部６４から参照した値とが、略一致しているとは言えない場合は、前記のステップＳ１４０に進む。
【００５０】
ステップＳ１４０では、失陥診断部６０は、少なくとも操舵角センサ４１、およびラックストロークセンサ４９のいずれか一方が失陥しているものと判断する。そして、舵角センサの失陥モードとしてＳＢＷモード以外のモード、例えば、前記のＥＰＳモード（第２モード）を実行すべく、モード切替部６３に指令を送り、本フローを終了する。
【００５１】
ステップＳ１２０でＹｅｓ、すなわち、今回のセンシングに基づく値と、舵角記憶部６４から参照した値とが、略一致しているといえる場合は、ステップＳ１３０に進む。なお、この場合は、失陥診断部６０は、操舵角センサ４１、およびラックストロークセンサ４９はいずれも、正常に作動しているものと判断する。
【００５２】
次に、ステップＳ１３０において、失陥診断部６０は、前記のＳＢＷモード（第１モード）を実行すべく、モード切替部６３に指令を送り、本フローを終了する。なお、クラッチ機構１９は、この段階において係合状態が解除される。すなわち、操舵軸２３と転舵軸２５とが機械的に切断されて、操舵軸２３の回転力が転舵軸２５へと伝達されない状態となる（図１参照）。
【００５３】
（作用・効果）
本実施形態の作用・効果を改めてまとめると、以下のようになる。
一般に、クラッチ機構１９を有するＳＢＷシステムにおいて、クラッチ機構１９の係合直後から係合解除前の状態において、ハンドル１３と転舵輪２１ａ，２１ｂは機械的に接続された状態となっている。このため、ハンドル１３の操舵角と、転舵輪２１ａ，２１ｂの転舵角との関係（例えば、位相角差）は、所定の状態を保持することが分っている。
【００５４】
そこで、本発明の実施形態では、この性質を利用して、既設の操舵角センサ４１、およびラックストロークセンサ４９からセンシングされた値をもとに、これらの舵角センサの失陥診断を行う。ゆえに、失陥診断のためのセンサを別途設ける必要がない。このため、シンプルかつ低コストな車両用操舵システムを構築することができるという効果を奏する。
【００５５】
さらに、車両Ｖが別途、ヨーレートセンサなど公知の車両挙動検出手段を搭載しているような場合には、以下の方法によって、ステップＳ１４０の過程において、失陥している舵角センサが、操舵角センサ４１なのか、またはラックストロークセンサ４９なのか、いずれであるかを判定することも可能となる。
具体的に説明すると、例えば車速が正の所定値以上あり、かつ車両挙動検出手段によってセンシングされる車両挙動量の値が０付近であるような前進の直進走行条件下において、ラックストロークセンサ４９によってセンシングされる転舵角に着目する。この際、該車両挙動量と、転舵角とを比較して、明らかに該転舵角が直進状態でない値を出力してくるような場合には、ラックストロークセンサ４９が失陥しているものと判定することができるのである。
【００５６】
（変形例）
さらに、車両Ｖが公知の車両挙動検出手段を搭載しているような場合に、失陥している舵角センサを判定する条件としては、前記のような前進の直進走行条件下に限らない。
具体的には、例えば車速が正の所定値以上あり、かつ車両挙動検出手段によってセンシングされる車両挙動量が右旋回を示す値であるような前進の右旋回走行条件下において、ラックストロークセンサ４９によってセンシングされる転舵角に着目する。そして、該車両挙動量と、転舵角とを比較して、明らかに該転舵角が右旋回でない値を出力してくるような場合には、ラックストロークセンサ４９が失陥しているものと判定することができる。但しここでは、カウンタステア状態となるような走行はしていないものとする。
また、例えば車速が正の所定値以上あり、かつ車両挙動量が左旋回を示す値であるような前進の左旋回走行条件下において、明らかに該転舵角が左旋回でない値を出力してくるような場合にも、ラックストロークセンサ４９が失陥しているものと判定することができる。但しここでも、カウンタステア状態となるような走行はしていないものとする。
また、技術的な観点だけで言えば、前記の判定ロジックは前進時に限られず、後進時においても、同様にして判定することができる。
【００５７】
上記した実施形態は本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも、説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００５８】
また、制御線や情報線、電源線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしもすべての制御線や情報線、電源線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成機器が相互に接続されていると考えてもよい。
【００５９】
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成の一部もしくは全てを加えることも可能である。
【００６０】
また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６１】
具体的には、上記実施形態は転舵輪２１ａ，２１ｂが２輪であるような例で説明したが、これに限らない。本発明の実施形態は、転舵輪の数を特に問うことなく、適用することができる。
例えば、４ＷＳのような、４輪操舵システムを搭載する車両においては、転舵輪は４輪全てとなる。また、ＳＢＷシステムを搭載する二輪車や三輪車などの場合を考えれば、転舵輪は１輪である。また、大型のトラックやトレーラーなど、車輪数が５輪以上に及ぶ車両においては、転舵輪数はそれに応じて多数に及ぶ場合もある。これらのような場合においても、同様にして本発明の実施形態を適用することができる。
【００６２】
また、本発明の実施形態は、転舵輪２１ａ，２１ｂが車両Ｖの駆動輪、非駆動輪のいずれであるかを問わず、適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６３】
１１    車両用操舵システム
１２    操舵部
１３    ハンドル（操舵部材）
１６    操舵反力モータ（操舵反力アクチュエータ）
１９    クラッチ機構（クラッチ装置）
２９    転舵モータ（転舵アクチュエータ）
３７    電磁ソレノイド（切替アクチュエータ）
４０    制御装置（制御部）
４１    操舵角センサ（操舵角検出部）
４３    操舵トルクセンサ
４５    操舵反力モータレゾルバ
４７    転舵モータレゾルバ
４９    ラックストロークセンサ（転舵角検出部）
５１    転舵機構（転舵部）
６０    失陥診断部
６１    第１モード制御部
６２    第２モード制御部
６３    モード切替部
６４    舵角記憶部（記憶部）
７１    ＥＣＵ（制御部）
Ｖ      車両
ＥＰＳ  電動パワーステアリング
ＳＢＷ  ステア・バイ・ワイヤ
【図１】
2016000545.tif 000003
【図２】
2016000545.tif 000004
【図３】
2016000545.tif 000005